Strasbourg Deux—Rives
Die Projektfabrik
, > Sanierung und Recycling von belastetem Boden

Sanierung und Recycling von belastetem Boden

Bei der Entwicklung der Straßburger Stadtviertel Citadelle, Starlette, Coop und Rives & Port du Rhin rückte das Bodenrecycling in den Mittelpunkt eines umfassenden Konzepts für die Kreislaufwirtschaft.
Es zielt darauf, die 266.000 Kubikmeter belasteten Boden vor Ort zu sanieren und zu recyceln, ohne ihn abtransportieren oder neuen Boden anliefern zu müssen. Der Boden an den ehemaligen Industriestandorten ist heute verunreinigt bzw. unfruchtbar.
Das Konzept namens Valozac basiert auf der Untersuchung der Besonderheiten des Standorts und seines Bodens und macht sich die Raum- und Zeitplanung des Stadtentwicklungsprojekts zunutze.

Comment les terres stériles ou polluées sont traitées... et deviennent une ressource

Die grundlegenden Ziele des Stadtentwicklungsprojekts legen nahe, der Bodensanierung hohe Priorität einzuräumen. Um der Ausweitung der Stadtfläche entgegenzuwirken, entschied man sich, auch ehemalige Industrie- und Hafenanlagen mit in das Entwicklungsprojekt einzubeziehen. Im Mittelpunkt der Überlegungen stand daher die Frage nach dem Zustand, dem Grad der Verunreinigung und der Sanierung des Bodens, damit dieser seinen künftigen Zweck erfüllen kann. Das Gesetz verpflichtet zur Bodensanierung und dies wird auch kontrolliert. Die SPL Deux-Rives legte jedoch Wert darauf, noch weiter zu gehen und ehrgeizige ökologische Ziele zu verfolgen.
Die Auswirkungen der Sanierung auf die Umwelt sollten so gering wie möglich gehalten werden. So steuert die SPL Deux-Rives seit 2019 in Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro für Bodenkunde Archimed Environnementund den Unternehmen Sol Paysage und Géotec den Prozess der Bodensanierung.

Eine gewinnbringende Bodenanalyse…

Die Böden der vier Stadtviertel erfordern eine besondere Behandlung: Sie sind bedingt durch die industrielle Vergangenheit an der Oberfläche punktuell mit Erdöl- und Kohlerückständen verunreinigt und müssen saniert werden, um künftig anderweitig – als Wohnung, Büroraum öffentliche Einrichtung oder als Grünfläche – genutzt zu werden. Doch das ist noch nicht alles: Rund 1000 Analysen und 500 Bodenproben, die auf dem gesamten Gebiet zwischen dem Parc de la Citadelle und dem Rheinufer entnommen wurden, zeigten unerwartete Ressourcen auf. Zwei bis drei Meter unter der Oberfläche war der Boden zwar nicht mehr verunreinigt, doch er war unfruchtbar geworden: Er war zu lange Zeit von der Vegetation, der Luft und dem Licht abgeschnitten, die für die Entwicklung von Mikroorganismen erforderlich sind. Zusätzlich fanden sich im Erdreich Rückstände ehemaliger Infrastrukturen oder Schotter (eine Mischung aus Sand und Kies), was die Nutzung des Bodens behindert.

Eine Studie für das gesamte Gelände ergab, dass es machbar ist, den Boden auszuheben, ihn zu behandeln und zu sanieren. Die maximale Aushubtiefe geht je nach Stadtviertel bis zu drei bis sechs Meter tief und liegt noch oberhalb des Grundwasserspiegels. Das erarbeitete Konzept ermöglicht es, insgesamt 266.000 Kubikmeter vor Ort zu sanieren, wieder fruchtbar zu machen bzw. zur Wiederverwendung direkt zu zerkleinern. Auf diese Weise kann der Boden nach der Sanierung direkt vor Ort eingesetzt werden, um darauf zu bauen und Grünflächen für das Stadtviertel anzulegen, ohne dass gesunder Boden aus dem ländlichen Umfeld entnommen und per Lastwagen bis zur Baustelle transportiert werden muss. Letzteres ist bei Stadtentwicklungsprojekten noch zu häufig der Fall. Für die 266.000 Kubikmeter on-site recycelten Boden können bei einer Lkw-Ladung von zehn Kubikmetern insgesamt 26.000 Lastwagenfahrten durch die Elsässer Rheinebene vermieden werden.

Les plateformes sont aujourd'hui installées au nord des quartiers Citadelle (à gauche) et Starlette (à droite), de part et d'autre du bassin Vauban. © J. Isenman pour l'ADEUS

Aktuelle Bodensanierungsanlagen im Norden des Stadtviertels Citadelle (links) und Starlette (rechts) zu beiden Seiten des Bassin Vauban © J. Isenman für ADEUS
L'excavation des terres à traiter. © SPL Deux-Rives

Aushub des zu sanierenden Bodens © SPL Deux-Rives
Le transport des terres à traiter vers les plateformes s'effectue en péniches. © SPL Deux-Rives

Der zu sanierende Boden wird in Lastkähnen zu den Sanierungsanlagen transportiert. © SPL Deux-Rives
Le transport des terres à traiter vers les plateformes s'effectue en péniches. © SPL Deux-Rives
Der zu sanierende Boden wird in Lastkähnen zu den Sanierungsanlagen transportiert. © SPL Deux-Rives

… die Wiederverwertung ermöglicht: 4 Methoden, 3 Anlagen

Der Boden wird analysiert und in drei Kategorien eingeteilt: kontaminierter Boden, unbelasteter, aber fruchtbarer Boden sowie Materialien, die aus menschlichen Aktivitäten herrühren, wie Beton- oder Kiesreste. Letztere werden auch anthropogene Stoffe genannt. Diese drei Kategorien werden jeweils spezifisch behandelt. Hierzu wurden in den beiden von der Bodensanierung betroffenen Stadtteilen Citadelle und Starlette zu beiden Seiten des Bassin Vauban drei Anlagen installiert. Zwar existieren andernorts bereits ähnliche Anlagen, , mit diesem Projekt werden jedoch erstmalig drei Bodensanierungsverfahren in ein und demselben Gebiet Frankreichs kombiniert. Dabei handelt es sich um:

1. Dekontaminierung (dies geschieht auf zwei verschiedene Arten)

2. agronomisches Verfahren und

3. geotechnisches Verfahren Die Methode ist nur möglich, weil der SPL Deux-Rives eine Arbeitsfläche von 74 Hektar sowie genügend Zeit zur Verfügung steht, um diese anspruchsvolle Aufgabe zu meistern.

Localisation des plateformes de mise en état sanitaire

Standort der Sanierungsanlagen: rot: Dekontaminierung, grün: agronomisches Verfahren, blau: geotechnisches Verfahren

Kontaminierter Boden wird entsprechend künftiger Nutzungsform saniert

Für die Dekontaminierung des Bodens werden erhebliche und je nach Art der festgestellten Verunreinigung spezifische Mittel eingesetzt. Diese Behandlung betrifft 92.000 Kubikmeter Erdreich, hauptsächlich im Stadtteil Citadelle gelegen. Davon konnten bereits 45.000 Kubikmeter fertiggestellt werden.

Zum Teil wird das Erdreich in Lastkähnen transportiert. Der Aushub wird in Haufen aufgeschichtet, mit hermetisch abgedichtetem Beton bedeckt und anschließend durch thermische Desorption dekontaminiert. Dieser Vorgang nimmt rund drei Monate in Anspruch. Dabei wird der eingeschlossene Boden auf 300 Grad erhitzt, dadurch verflüchtigen sich die Schadstoffe (insbesondere Kohlenwasserstoffe). Das Prinzip besteht darin, perforierte Rohre quer durch die Erdreichhaufen zu führen. Jeder Haufen entspricht rund 1.500 Kubikmeter (3.000 Tonnen) Erdreich.

An den Rohreingängen erhitzen ferngasbetriebene Brenner das Erdreich. Das dabei frei werdende Gas wird zurückgewonnen und erneut verbrannt, bis die Schadstoffe völlig eliminiert sind. Hierbei handelt es sich um die sogenannte Reburn-Technologie. Sie wird selten angewandt, obwohl sie weniger energieintensiv ist und ohne den Einsatz von Aktivkohlefiltern auskommt. Diese dienen ergänzend zum Reburn-Verfahren nur als zusätzliche Sicherheitseinrichtung. Die bei der Desorption freigesetzten Gase wie Wasserdampf und CO2 werden permanent auf ihre Unschädlichkeit (bzw. Schädlichkeit) hin überprüft.

Daneben wird bei der Bodensanierung eine weitere neuartige Technik eingesetzt: die Stabilisierung. Diese Technik wird im Norden des Stadtviertels Starlette für Altlasten mit einer bestimmten Verunreinigungsart angewandt. Dem Erdreich wird ein patentierter Zusatzstoff beigemischt, um die Schadstoffmoleküle aufzuspalten und zu binden. Durch den Stabilisierungsprozess entsteht ein „Sarkophag auf Molekularebene“, welcher die Verdunstung und Versickerung von Schadstoffen verhindert.

Gemäß dem Vorsichtsprinzip verwendet man die per Desorption oder Stabilisierung sanierten Boden ausschließlich als allgemeine Aufschüttung und als Grundlage für den Straßen- und Wegebau. Für „sensible“ Gebäude wie Wohnhäuser oder Schulen werden sie nicht eingesetzt, auch wenn systematisch Analysen durchgeführt und die Unschädlichkeit geprüft wird.

La plateforme de mise en état sanitaire où les terres sont traitées par désorption thermique. © SPL Deux-Rives

Bodensanierungsanlage für das Verfahren der thermischen Desorption © SPL Deux-Rives
Les terres polluées sont rassemblées en tas de 1 500 m3 soit 3 000 tonnes de terres. © SPL Deux-Rives

Das sanierte Erdreich wird aufgehäuft und windgeschützt gelagert, denn nach der Sanierung ist es sehr trocken und könnte leicht verwehen. © SPL Deux-Rives
La désorption thermique est une technique qui consiste à chauffer les terres polluées à plus de 300°C pour dissiper puis brûler les composants polluants. © SPL Deux-Rives

Bei der thermischen Desorption wird das verunreinigte Erdreich auf mehr als 300 Grad Celsius erhitzt, um die Schadstoffe herauszulösen und anschließend zu verbrennen. © SPL Deux-Rives
Seuls le CO2 et les vapeurs d'eau issus de la combustion sont rejetés dans l'air. © SPL Deux-Rives

Nur das aus dem Verbrennungsprozess resultierende CO2 und Wasserdampf entweichen in die Luft. © SPL Deux-Rives
Les terres polluées sont enfermées sous une couche de béton. Chauffées, elles deviennent très volatiles et risqueraient de se disperser au vent. © SPL Deux-Rives

Die verunreinigte Erde wird aufgehäuft. Jeder Haufen umfasst rund 1.500 m3, das entspricht 3.000 Tonnen. Anschließend werden die Haufen in einem Betonsarkophag eingeschlossen und erhitzt. © SPL Deux-Rives

Unfruchtbare Erde zum Leben erwecken

Im Norden von Starlette wird im agronomischen Verfahren unbelastetes, aber nicht ertragreiche Erdreich aus tieferen Schichten wieder fruchtbar gemacht, um es als Pflanzgrundlage zu verwenden. Damit sich darin wieder Mikroorganismen normal entwickeln können, wird ein zweistufiges Verfahren eingesetzt: Zunächst werden Erdhaufen mit Humuserde (Mischung aus Erde und Kompost) angereichert. Diese wird als 30 bis 40 Zentimeter dicke Schicht über den unfruchtbaren Boden verteilt. Anschließend werden Pflanzen angesät, beispielsweise Hafer, Klee, Futterwicken, Phazelien oder Radieschen. Deren Wurzeln belüften das Erdreich und ziehen Kleintiere, vor allem Regenwürmer, an, die für die Regeneration erforderlich ist. Die Mischung aus organischer Materie und Saatgut wird auf der Oberfläche der Erdhaufen verteilt. Durch den Regen kann sie allmählich nach unten sickern. Kaum überraschend, dass diese Form des Wiederaufbereitens am längsten dauert, nämlich sechs Monate. 90.000 Kubikmeter insgesamt müssen auf diese Weise behandelt werden. 50.000 davon sind derzeit mitten im Prozess. Sobald sie wieder fruchtbar sind, werden sie vollständig für die Grünanlagen genutzt. Die ersten Regenwürmer wurden im April 2021 gefunden – der beste Indikator für die Fruchtbarkeit dieser Böden.

Das zweite Leben der anthropogenen Materialien

Weiter südlich, immer noch im Stadtviertel Starlette, dient die geotechnische Anlage zur Aufbereitung anorganischer Bestandteile. Dazu zählen beispielsweise Infrastrukturabfälle oder auch unbelasteter Schotter – ein Gemisch aus Sand und Kies. Diese lassen sich mit Brech- und Siebtechnik bearbeiten. Mit diesem Verfahren werden insgesamt 84.000 Kubikmeter Boden bearbeitet, 60.000 davon sind bereits aufbereitet. 

Das Sieben dient dazu, das Material nach Größe zu sortieren und die grobkörnigen von den feinkörnigen Bestandteilen zu trennen. Vergleichbar ist diese Technik mit einem riesigen mechanischen Sieb.

Beim Brechen werden verdichtete, gebundene Materialien wie Beton mehr oder minder feinkörnig zerkleinert. Die aus diesen Verfahren hervorgehenden feinkörnigsten Teile dienen als Beläge für Straßen und Radwege, während die grobkörnigeren als Tragschicht eingesetzt werden, die das Absacken von Straßen und Wegen durch das Gewicht des fahrenden Verkehrs verhindert.

La plateforme géotechnique au premier temps où les matériaux non-anthropiques sont concassés ou criblés. © Vincent Muller

Die erste Phase des geotechnischen Verfahrens: Hier werden die anthropogenen Materialien gesiebt und zerkleinert. © Vincent Muller

 

La plateforme agronomique où les terres saines mais stériles sont enrichies de terreaux pour être fertilisées. © Vincent Muller

In der agronomischen Anlage wird unbelasteter, aber unfruchtbarer Boden mit Humuserde angereichert, um ihn wieder fruchtbar zu machen. © Vincent Muller

Kreislaufwirtschaft für verantwortungsbewusstere Stadtplanung

Die Kombination der verschiedenen Bodensanierungsverfahren (biologisch, geotechnisch und thermisch) hilft dabei, den Bodenbedarf und die vorhandenen Ressourcen in ein besseres Gleichgewicht zu bringen.

Das Bodenrecycling zielt darauf, möglichst ausschließlich vorhandenes Baumaterial beim Anlegen von Grünflächen und öffentlichen Räumen zu nutzen und dabei möglichst wenig auf externe Ressourcen zuzugreifen. Insbesondere Aufschüttungs- und Füllmaterial spielt bei Städtebauprojekten eine besondere Rolle. Es kommt beim Straßenbau oder überall dort, wo der Boden angehoben oder eingeebnet werden soll, zum Einsatz. Problematisch sind dabei häufig sowohl die Kosten als auch die Beschaffung. Dank des Valozac-Konzepts ist diese wertvolle Ressource vor Ort reichlich vorhanden. Sämtlicher Bodenaushub wird genutzt, um unterschiedliche Flächen zu schaffen und zu gestalten. Das Konzept profitiert auch durch die Nähe der Baustellen zum Wasser. Ein Drittel des Aushubs, das entspricht 90.000 Kubikmetern Erdreich, kann nämlich per Lastkahn zu den Aufbereitungsanlagen transportiert werden. Jeder Lastkahn fasst 20 Lkw-Ladungen; so können innerhalb von zwei Jahren 8000 Lkw-Transporte vermieden werden.

Mit der Sanierung, dem Recycling und dem Fruchtbarmachen des Bodens vor Ort trägt das Projekt Deux-Rives / Zwei-Ufer dazu bei, den steigenden Flächenverbrauch durch die Zersiedelung und die Vernichtung landwirtschaftlicher Flächen zu verhindern. Damit ist es ein Beispiel für städtebauliche Projekte, die den ökologischen Wandel vorantreiben.