B.08.03 Enclosure 7 CCAN104_28June2023.pdf

Grundwasseruntersuchungen CCAN104 GE43T Groundwater Remedial Design & Soil Studies

US Army Corps of Engineers, Europe District

Projektreferenz: W912GB-19-D-0006 / W912GB20F0266 Projektnummer: 60641816

RT02

28. Juni 2023

Grundwasseruntersuchungen Project reference: W912GB-19-D-0006 /

W912GB20F0266

Project number: 60641816

Prepared for: US Army Corps of Engineers, Europe District AECOM

Erstellt für:

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Erstellt durch:

AECOM International, Inc.

Straßburger Alle 2-4 67657 Kaiserslautern Deutschland

T: +49 (0)631 71069-400 F: +49 (0)69 2717 9801 aecom.com

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Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

1.1 Hintergrund

1.2 Ziele der Untersuchung

1.3 Umfang der Arbeiten

2. Standortbeschreibung

2.1 Standortbeschreibung und Lageplan

2.2 Geologie

2.3 Hydrogeologie

2.4 Vorherige Untersuchungen

3. Kriterien für die Grundwasserbewertung

4. Methodik der Feldarbeit

4.1 Freimessung der Bohrpunkte

4.1.1 Freimessen von Versorgungseinrichtungen

4.1.2 Kampfmittelfreigabe

4.2 Begründung der Probenahmestellen

4.3 Geophysikalische Bohrlochmessungen

4.4 Bohrungen und Messstellenausbau

4.5 Trockenbohrungen

4.6 Entnahme von Wasserproben

4.6.1 Grundwasser

4.6.2 Schichtwasser

4.7 Pumpversuche (Grundwasser)

4.7.1 Stufenpumpversuche

4.7.2 Pumpversuche mit konstanter Förderrate (Langzeitversuche)

4.8 Wasseraufbereitungsarbeiten

4.9 Entsorgung von aus Bodenuntersuchungen stammenden Abfällen

4.10 Laboranalyse

5. Untersuchungsergebnisse

5.1 Geologie

5.2 Hydrogeologie

5.2.1 Schichtwasser

5.2.2 Blasensandstein-Aquifer

5.3 Geophysikalische Untersuchung

5.4 Analyseergebnisse

5.4.1 Grundwasserergebnisse

5.4.2 Ergebnisse der Schichtwasseruntersuchungen

5.4.3 Feldparameter

5.5 Pumpversuche (Grundwasser)

5.5.1 Stufenpumpversuche

5.5.2 Pumpversuche mit konstanter Förderrate (Langzeitversuche)

5.6 QA / QC-Proben

6. Diskussion

7. Schlussfolgerungen

8. Empfehlungen

9. Literaturverzeichnis Abbildungen Übersichtstabellen Diagramme Anhang A Geophysikalische Untersuchung

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Anhang B Einmessungsdaten der Grundwassermessstellen Anhang C Schichtenverzeichnisse Anhang D Fotodokumentation der Bohrkerne Anhang E Grundwasser-Probenahmeprotokolle Anhang F Stufenpumpversuche Anhang G Pumpversuche mit konstanter Förderrate Anhang H Laborberichte der Grund- und Schichtwasserproben Anhang I LAGA-Laborberichte

Tabellen (im Text) Tabelle 1: Kriterien für die Bewertung von Grundwasser und Schichtwasser nach der Bayerischen PFAS-Richtlinie /8./ Tabelle 2. Begründung der Probenahmestellen Tabelle 3. Tiefe der Grundwassermessstellen und Grundwasserstände Tabelle 4. Packer-Grundwasserstand - A-Aquifer Tabelle 5. Zusammenfassung der geophysikalischen Untersuchungen und der Tiefenlage der Filterstrecken Tabelle 6. Ergebnisse der Packer-Grundwasserprobenahmen Tabelle 7. Zusammenfassung der Stufenpumpversuche Tabelle 8. Zusammenfassung der Pumpversuche mit konstanter Förderrate (Langzeitversuche) Tabelle 9. Pumpversuche mit konstanter Förderrate (Langzeitversuche) - Reaktion an nahegelegenen Messstellen Tabelle 10. Vorgeschlagenes Grundwassermessstellennetz (langfristig)

Abbildungen (im Anhang) Abbildung A-1. Standortlageplan Abbildung A-2. Tiefe bis zur Basis der Blasensandstein-Einheit und mögliche Störungszonen Abbildung A-3. Wasserprobenahmestellen Abbildung A-4. PFAS-Konzentrationen (Grundwasser) Abbildung A-5. PFAS-Konzentrationen (Schichtwasser) Abbildung A-6. PFAS-Grundwasserkonzentrationen und angenommener Grunwasserentnahmebereich für GWM70

Übersichtstabellen (im Anhang) Tabelle A-1 Stammdaten der Grundwassermessstellen

Tabelle A-2 Analyseergebnisse Grundwasser - PFAS

Tabelle A-3 Analyseergebnisse Grundwasser - CKW, AKW, MKW

Tabelle A-4 Analyseergebnisse Grundwasser - Basisparameter

Tabelle A-5 Analyseergebnisse Schichtwasser - PFAS

Tabelle A-6 Grundwasser-Feldparameter

Tabelle A-7 Ergebnisse der QA/QC Doppelproben

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Diagramme (im Anhang) Diagramm 1 Grundwasserstände A-Messstellen und GWM40

Diagramm 2 Grundwasserstände B-Messstellen

Diagramm 3 Grundwasserstände GWM37, GWM38, GWM39

Diagramm 4 Grundwasserstände GWM70, GWM71, GWM72, GWM73

Diagramm 5 Emissionspumpversuch (PFAS-Konzentrationen): GWM70

Diagramm 6 Emissionspumpversuch (PFAS-Konzentrationen): GWM71

Diagramm 7 Emissionspumpversuch (PFAS-Konzentrationen): GWM84A

Diagramm 8 Emissionspumpversuch (PFAS-Konzentrationen): GWM84B

Diagramm 9 Emissionspumpversuch (PFAS-Konzentrationen): GWM85A

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Abkürzungen AECOM International, Inc.

AEDB-CC „Army Environmental Database – Compliance-related Cleanup” AIR Analytik Institute Rietzler GmbH ARLOC „Army Location“ BBodSchG Bundes-Bodenschutzgesetz BBodSchV Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung C1/2 Konzentrationen CKW Chlorkohlenwasserstoffe cm Zentimeter COC „Contaminant of Concern” (Besorgniserregender Schadstoff) CoC „chain-of-custody” CSM „conceptual site model” (konzeptionelles Standortmodell) DAkkS Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH d.h. das heißt DIN Deutsches Insitut für Normung D.O. „Delivery Order“ DOC „dissolved organic carbon“ (gelöster organischer Kohlenstoff) DPW „Directorate of Public Works“ DVGW Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V.

e.V. eingetragener Verein FFS „Focused Feasibility Study“ FFTP „Fire-Fighting Training Pit“ (Feuerwehrübungsplatz) GC Gaschromatographie GFS Geringfügigkeitsschwellenwert GmbH Gesellschaft mit beschränkter Haftung GOK Geländeoberkante GOW gesundheitlicher Orientierungswert GWRA Grundwasserreinigungsanlage h Stunde HN „Host Nation“ hrs Stunden HPLC „high pressure liquid chromatrography“ (Hochleistungsflüssigkeitschromatographie) H4PFOS 6:2-Fluortelomersulfonsäure IC Ionenchromatographie ICP „inductively coupled plasma optical emission spectrometry“ (optische

Emissionsspektrometrie mittels induktiv gekoppeltem Plasma) ISO „International Standard Organization“ (Internationale Organisation für Normung) K hydraulische Leitfähigkeit kg Kilogramm kmBL Blasensandstein kmL Lehrbergschichten L Liter LAGA Länderarbeitsgemeinschaft Abfall LfU Bayerisches Landesamt für Umwelt m Meter m³ Kubikmeter mg Milligramm min Minute ml Milliliter mm Millimeter MS Massenspektrometrie nm Nanometer Nov. November Nr. Nummer OES optische Emissionsspektrometrie O&M „operation and maintenance“ OWS „oil-water separator“ (Öl-Wasser-Trenner)

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PE Polyethylen PFAS Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen PFBA Perfluorbutansäure PFBS Perfluorbutansulfonsäure PFDeA/PFDA Perfluordecansäure PFHpA Perfluorheptansäure PFHpS Perfluorheptansulfonsäure PFHxA Perfluorhexansäure PFHxS Perfluorhexansulfonsäure PFNoA/PFNA Perfluornonansäure PFOS Perfluoroktansulfonsäure PFOA Perfluoroktansäure PFOSA Perfluoroktansulfonamid PFPeA Perfluorpetansäure PVC Polyvinylchlorid QA/QC „quality assurance / quality control“ RD „remedial design“ RI „remedial investigation“ RPD „relative percent difference“ (relative prozentuale Differenz) S Speicherkoeffizient SOW „scope of work“ SprengG Sprengstoffgesetz T Transmissivität TFL „Tracer Fluid Logging“ U.S. „United States“ (Vereinigte Staaten von Amerika) USACE „U.S. Army Corps of Engineers, Europe District“ USAG „U.S. Army Garrison“ USAREUR „United States Army in Europe“ UXO „unexploded ordnance“ ü. NN über Normalnull VDI Vereinigung Deutscher Ingenieure µg Mikrogramm § Paragraf % Prozent

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1. Einleitung AECOM International Inc. (AECOM) wurde vom U.S. Army Corps of Engineers, Europe District (USACE) beauftragt im Bereich CCAN104 in der Katterbach Kaserne, U.S. Army Garrison (USAG) Ansbach in Katterbach, Bayern, Deutschland Grundwasseruntersuchungen durchführen, die hauptsächlich auf Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) abzielen. Der Standort CCAN104 der Army Environmental Database Compliance-related Cleanup (AEDB-CC) wird im Folgenden als "der Standort" bezeichnet. Die Ergebnisse dieser und anderer früherer Untersuchungen werden wichtige Beiträge zu einem Pilotversuch zur Grundwassersanierung (Säulenversuche vor Ort) liefern und schließlich die Erstellung eines Sanierungsplans (Remedial Design - RD) für die Sanierung des Grundwassers am Standort ermöglichen.

Die Grundwasseruntersuchungen beruhen auf den Anforderungen des AECOM-Arbeitsplans vom

4. Januar 2021 /11./.

Der Auftrag (Delivery Order, D.O.) umfasst die folgenden Aufgaben (die in diesem Bericht nicht weiter erörtert werden):

Bodenstabilisierungsversuch (Laboruntersuchung von Böden des Standorts im Labormaßstab) /13./, Pilotversuch zur Grundwassersanierung (Säulenversuche vor Ort; geplant für Mitte September 2022), Ausarbeitung eines RD für Grundwassersanierungsarbeiten (Option A), und eine gezielte Machbarkeitsstudie (Focused Feasibility Study, FFS) für die Bodensanierung (Option B).

Die Arbeiten werden unter der Vertragsnummer W912GB19D0006, D.O. Nr. W912GB20F0266 durchgeführt.

1.1 Hintergrund

Die Kaserne wurde in den 1930er Jahren von der Deutschen Wehrmacht errichtet. Sie wurde 1945 von der U.S. Armee übernommen und umfasst Verwaltungs-, Lager-, Wartungs-, Gesundheits-, Wohn-und Bildungseinrichtungen sowie einen Hubschrauberflugplatz (Army Heliport).

Frühere Befragungen des Stützpunktpersonals ergaben, dass der ehemalige Feuerlöschübungsplatz (Fire Fighting Training Pit, FFTP) südlich von Gebäude 5508 (Hangar 5; siehe Abbildung A-1) zwischen 1986 und 2001 für Brandschutzübungen mit wasserfilmbildenden Schaummitteln (aqueous film-forming foams, AFFF) genutzt wurde. Durch diese Aktivitäten wurden die Böden in diesem Gebiet mit PFAS belastet. Im Laufe der Zeit sind die hochmobilen PFAS-Verbindungen durch das Boden- und Gesteinsprofil gewandert und haben das Grundwasser des Standorts belastet.

Die PFAS-Untersuchungen am Standort laufen seit einem entsprechenden Ersuchen durch die deutschen Fachbehörden (Schreiben vom 29. August 2014). Als Reaktion auf diese Anfrage wurden Proben von Boden, Schichtwasser, Grundwasser, Quellwasser und Grasschnitt von verschiedenen Punkten innerhalb und außerhalb des Standorts entnommen (z. B. /1./, /2./, /3./, /4./, /5./, /6./, /7./, /9./, and /10./).

Die Auswirkungen von PFAS auf den Boden und das Grundwasser des Standorts wurden in verschiedenen Untersuchungsphasen festgestellt (z. B. /5./ and /10./). Höhere PFAS-Konzentrationen im Bodeneluat (zwischen 50 und 100 µg/L in einigen Gebieten) wurden in der Nähe des ehemaligen FFTP (/5./ and /10./) festgestellt. Dieses Gebiet gilt als Hauptquellgebiet und scheint eine ständige Quelle für die Belastung des Grundwassers am Standort zu sein. Maximale Konzentrationen von Perfluoroctansulfonsäure (PFOS) im Bodeneluat von 420 µg/L (Feststoff 27.000 µg/kg) wurden in der Oberbodenprobe (2-10 cm) in der Nähe der südwestlichen Ecke des ehemaligen FFTP festgestellt.

Die höchsten PFAS-Konzentrationen im Grundwasser wurden im Nordwesten des ehemaligen FFTP nachgewiesen (20. November 2018, /10./):

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GWM37 (34,8 µg/L), und

GWM70 (33,4 µg/L).

Die höchsten Schadstoffkonzentrationen wurden in GWM37 und GWM70 bei den drei Probenahmerunden identifiziert die im August/September 2017, November 2018 und Mai 2019 durchgeführt wurden. Dabei wurden für die beiden Messstellen Konzentrationen in ähnlicher Größenordnung nachgewiesen /10./.

Die Grundwasserfließrichtung(en) muss/müssen noch bestätigt werden, was zum Teil auf die unterschiedlichen Vorgehensweisen beim Bau der Messstellen zurückzuführen ist. Die erwähnten höchsten PFAS-Grundwasserkonzentrationen scheinen jedoch darauf hinzudeuten, dass das Grundwasser vom ehemaligen FFTP-Gebiet nach Nordwesten fließt.

Die verfügbaren Ergebnisse der Grundwasseranalyse deuten darauf hin, dass Chlorkohlenwasserstoffe (CKW) wahrscheinlich kein besorgniserregender Schadstoff (Contaminant of Concern, COC) an diesem Standort sind. Dies wird im Laufe des Projekts bestätigt werden.

1.2 Ziele der Untersuchung

Die Ziele dieser Untersuchung waren wie folgt:

Bestätigung der vertikalen Verteilung von PFAS im Grundwasser des Standorts und des potenziellen Vorhandenseins von flachen und tiefen Subaquiferen innerhalb des Blasensandstein- Aquifers. Mit diesen Informationen soll, der am besten geeignete Messstellenausbau für die vorgeschlagenen neuen Messstellen festgelegt werden, Schließung von Datenlücken im derzeitigen Grundwassermessstellennetz, um das Ausmaß der festgestellten PFAS-Belastung im Grundwasser weiter abzugrenzen, Bestimmung und/oder Bestätigung der Grundwasserfließrichtung, Bewertung der hydrogeologischen Standortbedingungen in den oberflächennahen und tieferen Grundwassersubstockwerken und insbesondere Bewertung der wahrscheinlichen maximalen und stationären Grundwasserentnahmeraten, und

Beurteilung, ob am Standort eine Belastung mit LCKW vorliegt.

1.3 Umfang der Arbeiten

Der Arbeitsumfang (scope of work, SOW) für dieses Projekt umfasste die folgenden Hauptaufgaben:

Beantragung von Genehmigungen, Klärung der Lage von Versorgungsleitungen (Grabgenehmigung) und die punktuelle Freimessung auf Kampfmittel (Unexploded Ordnance, UXO), geophysikalische Bohrlochmessungen an den bestehenden Messstellen (GWM37 und GWM70 bis GWM73), Installation von acht flachen Grundwassermessstellen (DN125, Bohrdurchmesser 300 mm) in unterschiedlichen Tiefen und mit Verfilterung im oberen Teil des Blasensandstein-Aquifers ("A"- Messstellen) - GWM78A bis GWM85A (siehe Abbildung A-3), Installation von zwei tiefen Grundwassermessstellen (DN125, Bohrdurchmesser 300 mm) als Doppelmessstellen mit flachen Messstellen (Messstellengruppe). Die Bohrungen für die Messstellen erreichten unterschiedliche Tiefen und wurden im tieferen Teil des Blasensandstein- Aquifers ("B"-Messstellen) verfiltert - GWM78B und GWM84B, geophysikalische Bohrlochmessungen im offenen Bohrloch. Die Messungen wurden wie oben ausgeführt an allen neuen Bohrungen durchgeführt und dienten der Bestimmung der Grundwasserzu- und -abflusszonen und der geologischen Bedingungen. Sie lieferten die zum Messstellenausbau erforderlichen Informationen, Installation von zwei 50-mm-Piezometern (PZ01 und PZ02) zur Grundwasserüberwachung im Nahbereich der für Pumpversuche ausgewählten Messstellen. Geophysikalische Messungen oder Grundwasserprobenahmen wurden an den Piezometerstandorten nicht durchgeführt, W912GB20F0266

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Grundwasserpumpversuche einschließlich:

─ Versuche mit konstanter Entnahmerate - 5-7-tägige Pumpversuche an den Messstellen GWM70, GWM71, GWM84A, GWM84B und GWM85A, ─ Entnahme von insgesamt sechs Wasserproben pro Pumpversuch und Analytik auf PFAS zur Bewertung der Konzentrationsveränderungen während der Pumpversuche (sechs analysierte Proben pro Pumpversuch), und

─ Interpretation der Daten zur Charakterisierung der hydrogeologischen Bedingungen am Standort und innerhalb des voraussichtlichen Grundwasserentnahmebereichs.

Darüber hinaus wurden alle neu errichteten Messstellen auf die Basisparameter gemäß Tabelle 2 des Merkblattes Nr. 3.8/1 (vom 31. Oktober 2001 /15./) des Bayerischen Landesamtes für Wasserwirtschaft untersucht (u.a. Kationen/Anionen und weitere Parameter), Betrieb einer mobilen Grundwasserreinigungsanlage (GWRA) zur Aufbereitung des gesamten entnommenen Wassers aus den Klarspül-, Probenahme- und Pumpversuchsarbeiten. Die Untersuchung des unbehandelten und behandelten Wassers während dieser Arbeiten wurde in Übereinstimmung mit der von der Stadt Ansbach am 10. Juni 2022 erteilten Wassereinleitungsgenehmigung durchgeführt (die Ergebnisse werden der Stadt Ansbach separat mitgeteilt), und

Erstellung des vorliegenden Berichts.

2. Standortbeschreibung

2.1 Standortbeschreibung und Lageplan

Die Katterbach Kaserne [ARLOC GE43T] liegt etwa fünf Kilometer östlich der Stadt Ansbach, im Bundesland Bayern, Deutschland (Abbildung A-1). Die Kaserne besteht aus zwei benachbarten, eingezäunten Bereichen, die durch die Bundesstraße B14 getrennt sind. Der Bereich nördlich der B14 heißt "Bismarck Kaserne", der Bereich südlich der B14 "Army Helipad". Im westlichen Teil des Geländes trennt ein Zaun den Sicherheitsbereich des Flugfeldes von einer Ringstraße. Der zweite (äußere) Zaun der Katterbach-Kaserne bildet die westliche Standortgrenze (siehe Abbildung A-1).

Das Untersuchungsgelände befindet sich südlich des Gebäudes 5508 (Hangar 5) im Bereich eines ehemaligen FFTP im westlichen Teil des Hubschrauberlandeplatzes (Abbildung A-1).

Das auf dem ehemaligen FFTP verwendete AFFF-Konzentrat war unter dem Handelsnamen "Light Water" bekannt und wurde von der Firma 3M hergestellt. Der ehemalige FFTP bestand aus einem kreuzförmigen Betonbecken (1986 bis 2001), das 2001 durch eine flache Betongrube von ca. 15 m x 18 m (heutiger Zustand) ersetzt wurde. Die Grube ist mit einem Ablauf ausgestattet, der über einen

12.000 Liter (L) fassenden Sammelbehälter mit einem Ölabscheider verbunden ist. Ein weiterer Abfluss aus diesem Bereich (in Richtung Norden) erfolgt ebenfalls über die Regenwasserkanalisation des Flugplatzes. Feuerlöschübungen mit wasserfilmbildenden Löschschäumen wurden bis 2000 etwa vierteljährlich durchgeführt. Die Feuerlöschübungen führten zu einer Belastung des Bodens mit PFAS.

Im Laufe der Zeit sind die hochmobilen PFAS-Verbindungen durch das Boden- und Gesteinsprofil migriert und haben das Grundwasser am Standort belastet.

Der Bereich um das ehemaligen FFTP ist überwiegend mit Gras bewachsen. Im Westen wird das Gebiet durch den Zaun des Sicherheitsbereichs des Flugfeldes und eine Ringstraße begrenzt. Die Ringstraße wurde etwa 2007 gebaut und hat wahrscheinlich zu einer Bewegung / Umlagerung von belasteten Böden in diesem Gebiet geführt. Die westliche Grenze der Liegenschaft befindet sich etwa 75 m östlich der Betongrube.

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2.2 Geologie

Nach der Geologischen Karte von Bayern, 1:25.000, Blatt Nr. 6629, Nord-Ansbach /17./, ist die Geologie des Geländes durch das Festgestein der Obertrias und des Mittleren Keupers gekennzeichnet. Das Festgestein im Bereich des Dorfes Katterbach gehört zur Hassberge-Formation, deren untere Grenze durch den Blasensandstein (kmBl) gebildet wird. Der Blasensandstein wird von den Mergelsteinen der Lehrbergschichten (kmL) unterlagert.

Im Raum Ansbach wird der Blasensandstein als eine bis zu 45 m /8/ mächtige Schicht aus rötlichbraunen bis grauweißen, fein- bis mittelkörnigen Sandsteinen mit eingelagerten roten, grünen und violetten Tonsteinschichten (Letten) oder Linsen beschrieben. Der Name leitet sich von den blasenartigen Hohlräumen im Sandstein ab, die durch Verwitterung von Toneinschlüssen und dolomitischen Bestandteilen entstanden sind.

Die Sandsteine der Hassberge wurden in einem fluviatilen System abgelagert und verzahnen sich mit feinkörnigen Sedimenten der Auen (Letten). Örtlich finden sich in den Auen Bänke aus Kalkstein.

Die Verwitterung auf den obersten zwei bis vier Metern des Blasensandsteins ist in der Regel sehr unterschiedlich stark ausgeprägt.

Bohrkerne, die im Rahmen von Umweltuntersuchungen im Bereich der Katterbach- und Bismarck- Kaserne geologisch aufgenommen wurden, deuten darauf hin, dass die Basis des Blasensandsteins im westlichen Bereich der Liegenschaft in einer ungefähren Tiefe von 23 bis 27 m unter Geländeoberkante (u. GOK) und einer Höhe von etwa 438 bis 444 m ü. NN liegt. Im östlichen Bereich der Liegenschaft wurde die Basis des Blasensandsteins in einer Tiefe von etwa 14 bis 17 m u. GOK und einer Höhe von 446 bis 449 m ü. NN nachgewiesen /10./.

2.3 Hydrogeologie

Das Sandsteinpaket des Blasensandsteins mit eingelagerten Lettenhorizonten und Linsen bildet im Gebiet von Katterbach den lokalen Hauptgrundwasserleiter. Im Prinzip handelt es sich um einen Kluftgrundwasserleiter. Die Wasserbewegung findet primär in den Klüften und entlang der Schichtgrenzen statt. Die unterlagernde Lehrbergschichten wirken als Aquiklude. In den Einzugsgebieten des Eichenbachs und des Katterbachs (Abbildung A-1) verläuft die Grenze zwischen Blasensandstein und Lehrberg-Schicht an den Hangbereichen.

Nach dem Erläuterungsblatt zur Geologischen Karte, Blatt Nr. 6629, Nord-Ansbach /18./, entspringen die wichtigsten Quellen und Bäche im Grenzbereich zwischen den Einheiten des Blasensandstein und der Lehrberg-Schichten. Im Bereich von Katterbach liegt diese Grenzzone zwischen ca. 430 m ü. NN (Quellen von Hirnbach und Milmersbach; vgl. Abbildung A-1) und ca. 440 m ü. NN (Quellen von Katterbach und Eichenbach; vgl. Abbildung A-1). Darüber hinaus können Quellen mit geringerer Ergiebigkeit auch an den Grenzen zwischen dickeren Sandsteinschichten und Letten (Tonstein) innerhalb der Blasensandstein-Einheit entspringen.

An der Übergangszone zwischen verwittertem und unverwittertem Blasensandstein lassen sich saisonale Ansammlungen von Grundwasser feststellen.

Da das Dorf Katterbach und der Militärflugplatz auf einer Hochebene liegen, die auf allen Seiten von Tälern begrenzt wird, fließt das Grundwasser in unterschiedliche Richtungen. Aufgrund der hohen Ergiebigkeit der Hirnbachquelle ist zu erwarten, dass ein großer Teil des Gebietes der Bismarckkaserne sowie der nördliche und nordöstliche Teil des Hubschrauberlandeplatzes zum Hirnbach fließt. Das Grundwasser im südwestlichen Teil des Hubschrauberlandeplatzes fließt wahrscheinlich in Richtung Eichenbach oder Katterbach. Die Ausdehnung dieser zusammenhängenden Einzugsgebiete und die Lage der Grundwasserscheiden können derzeit nicht angegeben werden.

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2.4 Vorherige Untersuchungen

Zu den PFAS-Standortuntersuchungen und den damit verbundenen Studien, die am Standort durchgeführt wurden, gehören die folgenden:

CDM Federal Services Europe JV: Soil Investigation of FTPIT near Building 5508 (Hangar 5), Katterbach Kaserne – PFCs (Perfluorinated Compounds), Letter Report, 20 October 2014, Cardno TEC GmbH: Investigation of grass cuttings from the airfields in Ansbach, Katterbach Kaserne, and Storck Barracks, Illesheim for Perfluorocarbons (PFC), 24 July 2015, AECOM (URS International Inc.): FY15 PFC Feasibility Study (Hangar 5), Katterbach Kaserne, USAG Ansbach, Final Report, 05 February 2016, ERM GmbH: Initial investigation of potential PFC contamination in soil, old fire-fighting training ground south of buildings 5850/5809, 13 April 2016, AECOM: FY15 PFC RI/FS at former FFTP near Bldg. 5508 (Hangar 5), Katterbach Kaserne.

18 July 2016, ERM GmbH: Sampling of Grass Cuttings – Katterbach Airfield, 24 August 2016, Arcadis Germany GmbH: Katterbach Barracks – Potential PFC Contamination of the Grass South of Area 7.1/7.2, Letter Report, 29 November 2016, Arcadis Germany GmbH: PFC Contamination, Airfield - Katterbach Kaserne, Top Soil Investigation, 11 May 2017, and

Wood: FY17 CCAN104 and CCAN126 – GE43T Remedial Investigation / Feasibility Study, U.S.

Army Garrison Ansbach, Germany. Final report, December 2019.

Die Installation der bestehenden Grundwassermessstellen am Standort wurde im Rahmen der /5./ und /10./ Untersuchungen abgeschlossen (siehe Abbildung A-3). Details zum Ausbau der Grundwassermessstellen die im Rahmen dieser Untersuchungen installiert wurden und die jüngsten Grundwasserstandsmessungen sind in Tabelle A 1 aufgeführt.

3. Kriterien für die Grundwasserbewertung Da es keine bundeseinheitlichen Regelungen für Boden und Wasser gibt, hat der Freistaat Bayern einen vorläufigen Leitfaden für den Vollzug erstellt. Dieser Leitfaden enthält einen Bewertungsrahmen sowie relevante Hintergrundinformationen.

Das Bayerische Landesamt für Umwelt (LfU) hat die "Leitlinien zur vorläufigen Bewertung von PFC- Verunreinigungen in Wasser und Boden" (Neuauflage im Juli 2022 /8./) veröffentlicht, wobei die Kriterien für die Bewertung des Grundwassers aus dem Jahr 2017 unverändert geblieben sind. Die Leitlinie listet mindestens 13 PFAS-Einzelverbindungen für die Bewertung von Boden, Grundwasser und Schichtwasser in Bayern auf. Für sieben Inhaltsstoffe wurden auf der Grundlage humantoxikologischer Daten Geringfügigkeitsschwellenwerte (GFS) festgelegt. Für die übrigen sechs Verbindungen wurden vorläufige GFS auf der Grundlage von Kriterien des "Gesundheitlichen Orientierungswertes" (GOW) ermittelt. Die Geringfügigkeitsschwellenwerte "GFS" und die vorläufigen Geringfügigkeitsschwellenwerte "vorläufige GFS (GOW)", wie in /8./ veröffentlicht, sind in Tabelle 1 aufgeführt. Das LfU hat auch vorläufige bayerische Stufe-1- und Stufe-2-Werte zur Bewertung des Umweltrisikos für den Pfad Boden-Grundwasser vorgelegt. Bodensickerwässer (derzeit noch Wasser- Feststoff-Verhältnis von 10:1 gemäß /8./) müssen analysiert werden, um das Risiko für das Grundwasser aufgrund der hohen Mobilität von PFAS zu bewerten.

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Tabelle 1: Kriterien für die Bewertung von Grundwasser und Schichtwasser nach der Bayerischen PFAS-Richtlinie /8./

Nr. PFAS-Verbindung Abkürzung Geringfügigkeits-schwellenwert (“GFS”) / Bayrischer Stufe-11) Wert

[µg/L]

Bayrischer Stufe-22) Wert (Bodenschichtwasser)

[µg/L]

1 Perfluornonansäure PFNoA (PFNA) 0,06 0,25

2 Perfluoroktansulfonsäure PFOS 0,1 0,4

3 Perfluoroktansäure PFOA 0,1 0,4

4 Perfluorhexansulfonsäure PFHxS 0,1 0,4

5 Perfluorhexansäure PFHxA 6,0 24,0

6 Perfluorbutansulfonsäure PFBS 6,0 24,0

7 Perfluorbutansäure PFBA 10,0 40,0

8 Perfluordecansäure PFDeA (PFDA) 0,1* 0,4

9 6:2-Fluortelomersulfonsäure H4PFOS 0,1* 0,4

10 Perfluoroktansulfonamid PFOSA 0,1* 0,4

11 Perfluorheptansulfonsäure PFHpS 0,3* 1,0

12 Perfluorheptansäure PFHpA 0,3* 1,0

13 Perfluorpetansäure PFPeA 3,0* 12,0

* vorläufige GFS (GOW)

1) Bei Überschreitung der bayerischen Stufe-1-Werte sind weitere Untersuchungsmaßnahmen erforderlich

2) Bei Überschreitung der bayerischen Stufe-2-Werte sind Sanierungsmaßnahmen in Betracht zu ziehen

4. Methodik der Feldarbeit

4.1 Freimessung der Bohrpunkte

4.1.1 Freimessen von Versorgungseinrichtungen

Eine Bohrgenehmigung ("Graberlaubnis") wurde von der USAG Ansbach, DPW, Operations and Maintenance (O&M) Abteilung, vor der Durchführung der Feldarbeiten eingeholt. Einschlägige Pläne zur Lage der Versorgungsleitungen (von der Liegenschaft zur Verfügung gestellt) und/oder relevanter kommerzieller Anbieter von Strom, Telekommunikation, Brennstoff und Gas, Wasser, Kanalisation usw.

wurden vor Ort geprüft.

Die Bohrpunkte für neue Messstellen und Kleinrammbohrungen wurden mit der Garrison koordiniert, und vor dem Beginn der Eingriffe für jeden Bohrpunkt genehmigt. Die Freigabe umfasste Folgendes:

Zuordnung der in den Plänen der Versorgungs- und Dienstleistungsunternehmen und in der Graberlaubnis dargestellten Leitungen und Strukturen, Überprüfung der Bohrpunkte vor Ort mit einem Kabelsuchgerät und

Handschachtung an jedem Bohrpunkt bis zu einer Tiefe von 1,2 m unter GOK mit einem Durchmesser von mindestens 110 % - 150 % des späteren Bohrdurchmessers.

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4.1.2 Kampfmittelfreigabe

An den geplanten Bohrlokationen (Piezometer und Grundwassermessstellen) wurden Messungen zur Kampfmittelfreiheit durchgeführt. Es handelte sich um Magnetometermessungen, bei denen eine 80-mm-Bohrschnecke mit einem Aluminiumspitze verwendet wurde. Die Bohrungen wurden an den geplanten Bohrpunkten bis zu einer Endtiefe von ca. 6 m unter GOK bzw. bis zur Festgesteinsoberfläche abgeteuft. In den offenen Bohrlöchern wurden Kunststoffrohre zur Stabilisierung der Bohrlochwände installiert. In jedes Bohrloch wurde ein Magnetometer eingesetzt und die Messungen durch einen nach § 7 und § 22 Sprengstoffgesetz (SprengG) zertifizierten Sachverständigen durchgeführt. Ziel der Imlochmessung ist es, den Bohrpunkt in unmittelbarer Nähe des Bohrlochs (Radius ≥ 0,5 m) zu erkunden. Nach der Prüfung wurde das Kunststoffrohr entfernt und die Bohrlöcher mit dem Bohrgut verfüllt.

Die UXO-Freimessung wurde von der Kampfmittelbergung Zimmermann mit Sitz in Stadtroda, Deutschland, durchgeführt.

4.2 Begründung der Probenahmestellen

Die Gründe für die Standortauswahl für die neuen Bohrungen/Grundwassermessstellen sind in Tabelle 2 aufgeführt wobei die Untersuchungsziele (siehe Kapitel 1.2) berücksichtigt werden. Alle Messstellenstandorte sind in Abbildung A-3 im Anhang dargestellt.

Tabelle 2. Begründung der Probenahmestellen

Messstellen-ID Lage Begründung

GWM78A Eintragsbereich, ehemaliges FFTP

Datenlücke, Bewertung des oberflächennahen Grundwassers und potenzielle Höchst-konzentrationen im Eintragsbereich

GWM78B Datenlücke und Bewertung des tieferen Teils des Grundwasserleiters

GWM79A Im Seitenstrom der ehemaligen FFTP

Datenlücke und Bewertung des oberflächennahen Grundwassers im Seitenstrom (westlich) zum ehemaligen FFTP

GWM80A Im Abstrom des ehemaligen FFTP nahe der westlichen Standortgrenze

Datenlücke und Bewertung des oberflächennahen Grundwassers an der westlichen Standortgrenze und nordwestlich des FFTP

GWM81A Im Seitenstrom des ehemaligen FFTP

Datenlücke und Bewertung des oberflächennahen Grundwassers im Seitenstrom (Nordosten) zum ehemaligen FFTP

GWM82A Im Abstrom des ehemaligen FFTP

Datenlücke und Bewertung des flachen Grundwassers im Abstrom (Norden) des ehemaligen

FFTP

GWM83A Nördlich des ehemaligen FFTP in der Nähe von Gebäude 5508

Datenlücke und Einschätzung der nördlichen Ausdehnung der PFAS-Fahne

GWM84A Datenlücke und Bewertung des oberflächennahen Grundwassers in der angenommenen Fahnenachse

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GWM84B Im Abstrom (nördlich) des ehemaligen FFTP und Fahnenachse

Datenlücke und Bewertung des tieferen Teils des Grundwasserleiters in der angenommenen Fahnenachse

GWM85A Im Abstrom (nördlich) des ehemaligen FFTP nahe der westlichen Liegenschaftsgrenze

Datenlücke und Bewertung des oberflächennahen Grundwassers in der Nähe der westlichen Liegenschaftsgrenze

PZ01 Zwischen GWM84A und

GWM85A

50-mm-Messstelle in der Nähe ausgewählter Pumpversuchsmessstellen zur Wasserstandsmessung

PZ02 Zwischen GWM84A und

GWM85A

50-mm-Messstelle in der Nähe ausgewählter Pumpversuchsmessstellen, zur Wasserstandsmessung

BS061 Westlich des ehemaligen FFTP

Bewertung des Schichtwassers 6 m unter GOK (Schöpfproben) in der Nähe des ehemaligen FFTP und auf der Grundlage der in /5./ berichteten hohen PFAS-Konzentrationen

BS07 Nordwestlich des ehemaligen FFTP

Bewertung des Schichtwassers 6 m unter GOK (Schöpfproben) und auf der Grundlage der hohen PFAS-Konzentrationen in /5./

BS08 Nordwestlich des ehemaligen FFTP

Bewertung des Schichtwassers 6 m unter GOK (Schöpfproben) und auf der Grundlage der hohen PFAS-Konzentrationen in /5./

Anmerkungen: ‘A’ Messstellen - im flacheren Teil des Blasensandstein-Aquifers ausgebaut.

‘B’ Messstellen - im tieferen Teil des Blasensandstein-Aquifers ausgebaut.

Die drei Flachbohrungen (BS06 bis BS08, siehe Abbildung A-5) wurden westlich und nordwestlich des ehemaligen FFTP zur Entnahme von Schichtwasserproben abgeteuft. Sie liegen in unmittelbarer Nähe zum Eintragsbereich. Im Schichtwasser wurden in 2015 /5./ in diesem Bereich sehr hohe PFAS- Konzentrationen nachgewiesen. Die PFAS-Konzentrationen wurden in temporären Messstellen nordwestlich (TB2) und nördlich (TB1) des ehemaligen FFTP (3.174 µg/L bzw. 110 µg/L) nachgewiesen (siehe Abbildung A-5); TB1 und TB2 wurden bis in eine Tiefe von 8 m unter GOK ausgebaut.

1 Es wird darauf hingewiesen, dass während der Bohrarbeiten Bodenproben entnommen wurden, die für den Bodenstabilisierungsversuch erforderlich waren. Die Ergebnisse dieser Tests werden separat im Bericht über die Bodenstabilisierung aufgeführt /13./.

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4.3 Geophysikalische Bohrlochmessungen

Wie im Standortcharakterisierungsplan und Arbeitsplan für die Bismarck-Kaserne und den Hubschrauberlandeplatz Katterbach /12./ gefordert, wurden an fünf bereits bestehenden Messstellen (GWM37 und GWM70 bis GWM73) und in den offenen Bohrungen für die neu einzurichtenden Grundwassermessstellen geophysikalische Bohrlochmessungen durchgeführt. Diese Untersuchungen umfassten die nachfolgenden Messungen:

Caliper-Logging, um den Bohrlochdurchmesser (mechanisch) zu messen, Gamma-Logging zur Bestimmung der vertikalen Verteilung des Ton-/Schluffgehalts und

Tracer Fluid Logging (TFL) mit einem Natriumchlorid (NaCl)-Tracer, um potenzielle Zu- und Abflusszonen im Bohrloch zu bestimmen, die einen potenziellen vertikalen Fluss erzeugen.

Die geophysikalischen Bohrlochmessungen wurden von der BLM-Gesellschaft für Bohrlochmessungen mbH, Poing, Deutschland, durchgeführt.

Der Bericht über die geophysikalischen Untersuchungen ist als 0 beigefügt.

4.4 Bohrungen und Messstellenausbau

Alle Bohrungen und der Messstellenbau wurden von der GEO-Bohrtechnik GmbH, Blaustein, Deutschland, zwischen Mitte April 2021 und Anfang Februar 2022 durchgeführt. Die Bohrpunkte sind in Abbildung A-3 dargestellt.

Mit Ausnahme der flacheren 50-mm-Piezometer reichte die Tiefe der Messstellen im Allgemeinen bis zur Basis des Blasensandsteins.

Zur Erstellung der Bohrungen zum späteren Messstellenausbau wurde sowohl im Lockersediment als auch im stark verwitterten Festgestein das sogenannte Seilkernbohrverfahren eingesetzt. Das Bohrsystem verwendet das Kernrohr zur Aufnahme und zum Schutz des Bohrkerns. Die Bohrkrone wurde hydraulisch in den Boden getrieben. Zur Stabilisierung der Bohrlochwände wurde ein äußeres Stahlschutzrohr mit einem Durchmesser von etwa 300 mm in den Boden gerammt.

Mit Ausnahme von Leitungswasser wurde den Bohrungen keine Bohrspülung zugesetzt.

Die 100 mm durchmessenden Boden- oder Gesteinskerne wurden zur lithologischen Identifizierung und zur Untersuchung auf sichtbare oder olfaktorische Anzeichen von Kontaminationen in 1 m lange Kernkisten ausgelegt. Alle Befunde wurden in den Schichtenverzeichnissen und Ausbauplänen festgehalten (siehe Anhang C). Eine Fotodokumentation der Bohrkerne findet sich in Anhang D.

Nachdem die geophysikalischen Bohrlochmessungen abgeschlossen waren und die erforderliche Gesamttiefe des Bohrlochs bestätigt worden war, wurde das Bohrloch mit einem Im-Loch-Hammer (oder einem Rollenmeißel) auf einen Durchmesser von 300 bis 320 mm aufgebohrt bzw. aufgeweitet.

Für den neuen Tiefmessstellen GWM78B wurde ein Teleskopbohrverfahren angewandt. Hierbei wurde eine Pilotbohrung mit einem Durchmessser von 420-mm bis in einer Tiefe von 9,3 m unter GOK abgeteuft und anschließend bis auf 13,5m vertieft. Zur Abdichtung gegen oberflächennahes Grundwasser wurde im Hauptschadensbereich ein Stahlschutzrohr (Durchmesser 324 mm) bis in eine Tiefe von 13,5 m (= Basis des A-Aquifers) einzementiert. Anschließend wurde die Kernbohrung (146

mm) im Stahlschutzrohr bis zu einer Gesamttiefe von 24 m ausgeführt und das Bohrloch später auf 22 m unter GOK im Durchmesser 320 mm aufgebohrt. Die Bohrung wurde im Tiefenbereich 14,1 bis 17,0 m unter GOK verfiltert.

Bohrlochverrohrung und Filter bestanden aus Polyvinylchlorid (PVC)-Rohren mit einem Innendurchmesser von 127 mm (DN125). Der Boden der Messstellen wurde jeweils mit PVC- Schraubkappen verschlossen, um zu verhindern, dass Material aus dem Filterpack in die Messstellen gelangt. Zur Zentrierung des Ausbaumaterials im Bohrloch und zur vertikalen Ausrichtung des Messstellenausbau wurden sogenannte Zentrierungen eingebaut.

Die eingebauten Filterrohre wiesen Schlitzweiten von 0,5 mm (0,02 Zoll) auf. Der Ringraum wurde im Bereich der Filterstrecke mit Filterkies (sauberer Quarzkies) mit einer mittleren Korngröße von 2 bis 3 mm verfüllt. Die Kiespackung wurde im Bereich der Filterstrecke eingebaut und reichte etwa 1 m über

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Prepared for: US Army Corps of Engineers, Europe District AECOM die Oberkante der Filterstrecke. Die Kiesschüttung wurde sorgfältig in das Bohrloch eingebracht, so dass Brückenbildung vermieden wurde (langsames und kontrolliertes Einbringen des Kieses) und eine durchgehende Kiesschüttung im gesamten verfilterten Abschnitt des Bohrlochs entstand. Die Einbringung der Kiesschüttung wurde laufend durch Absenken eines beschwerten Messbandes in den Ringraum kontrolliert.

Auf die Kiesschüttung wurde eine etwa 0,5 m dicke Sandschüttung (Sandgegenfilter) aufgebracht. Der Sandgegenfilter wurde mit hochquellendem Bentonit überschüttet. Die Verrohrung wurde oben mit einer verschließbaren Kappe (Sechskantschlüssel) verschlossen. Der Messstellenkopf ist ein vorgefertigtes gusseisernes Gewölbe (mit einer verschließbaren Kappe), das in einem mit der Bodenoberfläche bündigen Betonfundament errichtet wurde.

Nach der Installation der Grundwassermessstellen wurden die Messstellen klargespült. Während des Klarspülens wurde ein Schwallbetrieb durch wiederholtes Anheben und Absenken der Pumpe durchgeführt. Die Grundwassermessstelle wurde für maximal zwei Stunden bzw. so lange klargespült, bis der Abfluss relativ trübungsfrei war. Während des Klarspülens wurde kein Wasser zugegeben. Für das Klarspülen der Messstellen wurde eine Tauchpumpe verwendet, die an einem speziellen, halbstarren Polyethylenrohr befestigt war (gemäß /14./).

Alle neuen Grundwassermessstellen wurden vom Ingenieurbüro Heller GmbH, Herrieden, Deutschland nach Lage und Höhe eingemessen (siehe Anhang B).

4.5 Trockenbohrungen

Die Trockenbohrungen BS06 bis BS08 (siehe Kapitel 4.2 und Abbildung A-5) wurden mittels Schneckenbohrer bis zu einer Endteufe von 6 m unter GOK durch das verwitterte Deckgestein vorgetrieben. Die Bohrungen wurden im Drehbohrverfahren ohne Zugabe von Wasser durchgeführt.

Hierdurch war die Entnahme von unbeeinflussten Stichproben aus dem Schichtwasser möglich (siehe Kapitel 4.6.2). Schichtwasser wurde in allen drei Bohrungen aufgeschlossen.

4.6 Entnahme von Wasserproben

4.6.1 Grundwasser

Im Anschluss an die Bohr- und Messstellenbauarbeiten und nachdem sich die chemischen Bedingungen in den Messstellen stabilisiert hatten, wurden zwischen dem 8. und 10. Juni 2022 die folgenden Messstellen beprobt (siehe Abbildung A-3):

neue A-Messstellen GWM78A bis GWM85A, neue B-Messstellen GWM78B und GWM84B, und die bestehenden Messstellen GWM1, GWM37 bis GWM40, GWM70 bis GWM73 und KK1.

Die Grundwasserprobenahme erfolgte nach DIN38402 /24./ und dem Regelwerk W128 des DVWK (Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V.; /25./ mit einer Tauchpumpe (Grundfos SQ1) zur Spülung der Messstellen und anschließender Entnahme der Probe mit einem Einwegschöpfer. Bei zwei Messstellen (KK1 und GWM1) wurde eine Comet-Pumpe zur Spülung der Messstelle mit neuen Schläuchen verwendet, so dass die Probe direkt aus dem Schlauch entnommen wurde. Vor der Probenahme wurde das jeweilige Messstellenvolumen (Filter und Kiesschüttung) dreimal gespült. Während der Grundwasserentnahme wurden die In-situ-Parameter (Leitfähigkeit, pH- Wert, Redoxpotential, Sauerstoffkonzentration und Temperatur) gemessen und in den Probenahmeprotokollen dokumentiert. Die Proben wurden in vom Labor bereitgestellte Probengefäße gefüllt und bei einer Temperatur von ca. +4°C für den Versand ins Labor gelagert.

Alle Grundwasserproben wurden von dem Labor Analytik Institut Rietzler GmbH (AIR) auf PFAS untersucht.

Zu Zwecken der Qualitätssicherung wurden am 8. Juni 2022 zwei Doppelproben DUP101 und DUP102 aus den Messstellen GWM38 bzw. GWM71 entnommen und auf PFAS untersucht. Vor Beginn der Probenahme wurde außerdem eine Blindprobe aus einem der Einweg-Schöpfer entnommen, um zu bestätigen, dass diese frei von PFAS sind. Die Probenahmeprotokolle sind als Anhang E beigefügt.

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Die während der Pumpversuche GWM37 und GWM70 entnommenen Grundwasserproben (Probenahme bei stabilisierten Fließbedingungen) wurden ebenfalls als Grundlage für den Sanierungsplan auf die folgenden Stoffe untersucht:

Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW), Benzol, Toluol, Ethylbenzol und Xylol (BTEX), Chlorkohlenwasserstoffe (CKW), Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs), Schwermetalle, Gesamter und gelöster organischer Kohlenstoff, und

Hauptkationen, pH-Wert und andere chemische Parameter des Grundwassers.

4.6.2 Schichtwasser

Das Schichtwasser aus den Trockenbohrungen BS06 - BS08 wurde mit einem Einweg-Schöpfer (frei von PFAS-haltigen Materialien) entnommen nachdem es sich im Bohrloch etwa 24 Stunden aufgestaut hatte.

4.7 Pumpversuche (Grundwasser)

4.7.1 Stufenpumpversuche

Monitoring vor Versuchsbeginn:

Vor Beginn der Pumpversuche wurden an allen Messstellen im Untersuchungsbereich (einschließlich der Messstellen, die wahrscheinlich nicht von den Pumpversuchen beeinflusst sein werden) der Grundwasserstand gemessen.

Stufenpumpversuch:

An insgesamt 5 Messstellen (GWM40, GWM70, GWM78A, GWM80A und GWM84B) wurden Leistungspumpversuche durchgeführt, um die Ergiebigkeit und den hydraulischen Anschluss an den Grundwasserleiter am Standort zu bestimmen und besser zu verstehen. Diese Arbeiten wurden zwischen November 2021 und April 2022 durchgeführt. Der Zweck dieser Arbeiten bestand darin, eine optimale Pumprate für den Pumpversuch mit konstanter Förderrate (siehe Kapitel 4.7.2) auszuwählen (hydrologischer Pumpversuch) und den Wiederanstieg in den Messstellen abzuschätzen.

Nach dem Start Leistungspumpversuchs wurde die Pumpendurchflussrate in mehreren Schritten erhöht und die Reaktion (Absenkung) des Grundwasserstands im Förderbrunnen und in den nahe gelegenen Beobachtungsmessstellen überwacht. Die Stufenpumpversuche dauerten in der Regel mindestens vier Stunden pro Messstelle mit 3-4 Förderstufen oder bis zum Erreichen der Gleichgewichtsbedingungen (steady state). Soweit möglich, dauerte jeder Schritt ungefähr gleich lang, mit einer konstanten Pumprate und unmittelbar gefolgt vom nächsten Schritt (d.h. weiteres Öffnen des Durchflussregelventils).

Am Ende aller Schritte wurde die Pumpe abgeschaltet und der Grundwasserleiter konnte sich erholen, bis der Grundwasserstand wieder annähernd das Niveau von vor dem Versuch erreichte. Während dieser Wiederanstiegsphase wurde die Reaktion des Grundwasserstands im Förderbrunnen und in den nahe gelegenen Messstellen überwacht.

Im Förderbrunnen und in den nahe gelegenen Beobachtungsmessstellen wurden Datenlogger installiert, um die Wasserstände während der Pumpversuche rund um die Uhr zu überwachen.

Die Wasserstände im Förderbrunnen wurden bei jeder Stufe des Stufenpumpversuchs (als Backup für den Datenlogger) in regelmäßigen Abständen gelotet. Zu Beginn der Versuche erfolgten die Lotungen in kurzen Zeitabständen.

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Während des Stufenpumpversuche wurde der Durchflussmesser in regelmäßigen Abständen überprüft, um eine konstante Durchflussrate für jede Stufe zu gewährleisten (falls erforderlich).

Während des Stufenpumpversuchs wurden in regelmäßigen Abständen Wasserproben aus dem Förderstrom entnommen und die Feldparameter in Probenahmeprotokollen festgehalten (einschließlich Temperatur, pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit, Reduktions-Oxidations-Potenzial und Sauerstoffgehalt).

Die Ergebnisse der Stufenpumpversuche werden in Kapitel 5.5.1 vorgestellt und erörtert, und die Protokolle dieser Arbeiten finden sich in Anhang F.

4.7.2 Pumpversuche mit konstanter Förderrate (Langzeitversuche) Das Ziel der Langzeitpumpversuche mit konstanter Förderrate (hydrologischer Pumpversuch) bestand darin, die hydrogeologischen Kennwerte innerhalb oder in der Nähe des Eintragsbereiches (Ursprung der PFAS-Fahne) weiter zu bewerten. Außerdem wurden in regelmäßigen Abständen Grundwasserproben entnommen, um die Entwicklung der PFAS-Konzentrationen über die Zeit zu bewerten (d. h. wie der Grundwasserleiter auf den Pumpversuch => Emissionspumpversuch reagierte).

Die Pumpversuche wurden zwischen Februar und Mai 2022 in 5 Messstellen (GWM70, GWM71, GWM84A/B und GWM85A) in Übereinstimmung mit dem Arbeitsplan durchgeführt und umfassten die folgenden Arbeiten:

Die im Rahmen des Klarpumpens der Messstellen gewonnenen Daten wurden zur Abschätzung der maximalen Fördermenge der jeweiligen Messstelle verwendet, Wasserstandsstichtagsmessung am Förderbrunnen und den umliegenden Grundwassermessstellen vor Beginn der Grundwasserentnahme, Für die Pumpversuche wurde eine frequenzgeregelte Grundfos SQE-1-35 (CU 300/CU 301) Tauchpumpe (230V/50 Hz, 0,7 kW) mit einer Leistung von ca. 1 m3/h eingesetzt, Beginn des Pumpversuchs mit der bestätigten geeigneten Entnahmerate (Ergebnis der Stufenpumpversuche wie in Kapitel 4.7.1 beschrieben). Die Entnahmerate wurde mit einem digitalen magnetisch-induktiven Durchflussmesser gemessen, Die Wasserstände im Förderbrunnen wurden mit Hilfe eines in der Messstelle installierten Drucksonden (Datenlogger) aufgezeichnet und außerdem regelmäßig durch manuelle Messungen mit einem akustischen Lichtlot erfasst. Auch an den umliegenden Grundwassermessstellen wurden die Wasserstände regelmäßig manuell mit dem Lichtlot gemessen. Bei einigen der hydrologischen Pumpversuche wurde zusätzliche eine Drucksonde in eine der umliegenden Grundwassermessstellen eingebaut, Am Förderbrunnen wurden die Feldparameter wie pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit, Reduktions- Oxidations-Potenzial, gelöster Sauerstoff und Temperatur regelmäßig gemessen, Während des Pumpversuchs wurden in festgelegten Abständen Grundwasserproben entnommen und auf PFAS untersucht. Hierdurch konnte die Veränderung der Konzentrationen im Laufe der Zeit bewertet werden. Pro Langzeitpumpversuch wurden sechs Proben untersucht. Die Beprobungszeitpunkte wurden mit Hilfe des Programms Immissionspumpversuch (IPV) /20./ festgelegt, Der Wiederanstiegsversuch begann unmittelbar nach Beendigung des Pumpbetriebs. Der Wiederanstieg des Grundwasserstandes im Förderbrunnen und in den Grundwassermessstellen wurde überwacht, bis der Grundwasserstand auf etwa 90 % des Ausgangsniveaus zurückgegangen war.

Die gewonnenen Pumpversuchsdaten wurden mit der Software HydroTec 7.6 ausgewertet.

Zur Ermittlung der Aquiferkenndaten und der geeigneten Auswertemethodik wurden Typkurvenverfahren und Diagnosegraphen verwendet. Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung von Ableitungen die diagnostische und quantitative Analyse verschiedener hydrologischer Testmethoden erheblich verbessert. Die Verbesserung der Testanalyse ist auf die Empfindlichkeit der Druckableitungen für verschiedene Test- und Formationsbedingungen zurückzuführen. Um die Analyse der Ableitungen zu verbessern, wurde die Bourdet-Methode (Bourdet 1983) angewandt, um

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Prepared for: US Army Corps of Engineers, Europe District AECOM das Rauschen (d. h. die gestreuten Werte der Ableitungen) aus den Berechnungen zu reduzieren und die Ableitungen zu glätten.

Aus dieser Analyse wurden die folgenden hydraulischen Parameter berechnet:

Transmissivität (T), Hydraulische Leitfähigkeit (K), und

Speicherkoeffizient (S).

Die Ergebnisse der Pumpversuche mit konstanter Förderrate werden in Kapitel 5.5.2 vorgestellt und diskutiert; weitere Informationen sind in Anhang G enthalten, wie:

Spezifische Einzelheiten, für jeden Pumpversuch mit konstanter Förderrate, wie Datum und Dauer des Versuchs, Entnahmeraten, Einbautiefe der Pumpe, Gesamtvolumen des entnommenen Wassers usw., Protokolle der Pumpversuche und

Die Ergebnisse des HydroTec-Modellierungspakets.

Die graphisch dargestellten PFAS-Konzentrationen (Emissionsversuche) für die während der Pumpversuche durchgeführten Probenahmen sind im Anhang aufgeführt (Diagramme 1 bis 5).

4.8 Wasseraufbereitungsarbeiten

Wasser, das im Rahmen der Entwicklung der Messstellen, der geophysikalischen Untersuchungen, der Grundwasserprobenahmen und der Pumpversuche gesammelt worden war, wurde in einer mobilen Grundwasserreinigungsanlage (GWRA) aufbereitet, die am Untersuchungsstandort betrieben wurde.

Vor der Aufbereitung wurde das aus dem Förderbrunnen entnommene Wasser in einem 10 m3 großen Absetzbecken gesammelt (damit sich Schwebstoffe absetzen konnten), von wo aus es in regelmäßigen Abständen in die GWRA gepumpt wurde. Das System bestand aus einer Sandfiltereinheit (500 l, Korngröße 0,6 bis 1,5 mm) und zwei Stahldrucktanks (1.500 l, gefüllt mit jeweils 1.000 kg körniger Aktivkohle (GAC; Silcarbon S300). Das Wasser wurde durch die GWRA geleitet, bevor es in den Abwasserkanal abgeleitet wurde. Diese Arbeiten und die damit verbundenen Überwachungsmaßnahmen wurden in Übereinstimmung mit der genehmigten wasserrechtlichen Erlaubnis der Stadt Ansbach /22./ durchgeführt.

4.9 Entsorgung von aus Bodenuntersuchungen stammenden

Abfällen

Das bei den Bohrarbeiten anfallende Boden und Gesteinsmaterial wurde in Großcontainern gesammelt, beprobt und gemäß LAGA-Richtlinie und den Ergänzungsparametern gemäß Deponieverordnung (DepV) zur Klärung der Entsorgungswege untersucht, Das Material wurde anschließend durch das Bohrunternehmen bzw. einen zugelassenen Entsorger entsorgt. Die Laborberichte zu diesen Arbeiten sind im Anhang I zu finden.

4.10 Laboranalyse

Alle Grund- oder Schichtwasserproben (einschließlich der Pumpversuchsproben) wurden in vom Labor bereitgestellten 100-ml-Polyethylenflaschen (gemäß /14./) entnommen und gelagert. Da PFAS als persistent gelten, war keine Konservierung der Proben erforderlich, und die Proben wurden nicht gefiltert.

Alle Proben, die aus neu errichteten Messstellen entnommen wurden, wurden auch auf die…