Altlast K5: Donau Chemie Brückl

BESCHREIBUNG DER STANDORTVERHÄLTNISSE

Betriebliche Anlagen und Tätigkeiten

Der Betriebsstandort der Donau Chemie AG in Brückl ist ein bedeutender Standort der chemischen Industrie in Österreich und befindet sich ca. 1 km südlich von Brückl im unteren Gurktal. Die Fläche des Standortes beträgt ca. 50.000 m². Flugdach am nahezu vollständig versiegelten (primär Asphalt sowie teilweise Verbundsteinpflaster) Standort vorhanden.

Seit 1909 werden auf dem Standort chemische Grundstoffe der Chlorchemie, später der Chloridchemie erzeugt.

Hergestellt bzw. im Produktionsablauf verwendet wurden bzw. werden insbesondere Tetrachlorethen, Trichlorethen, Acetylen, Flüssigchlor, Ätznatron, Salzsäure, Natronlauge, Hypochlorit und Eisen(III)chlorid. Chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW) wurden von 1930 bis 1992 produziert.

Entsprechend der langen Betriebsdauer gab es mehrere Änderungen der Betriebsanlagen und der hergestellten Produkte. Bis 1960 befand sich u.a. die Trichlorethen-Produktion im Südosten des Werksgeländes, im rund 4.000 m² großen Bereich der späteren Chlorgasherstellung und ‑abfüllung (Verflüssigung, Salzsäureanlage (HCl-Anlage), Speicher, Flaschenlager). Im Anschluss wurde die CKW-Produktion auf die andere Seite der Bahngleise in den Südwesten des Werkes verlegt. Der Bereich dieser TRI- und PER-Anlage, der CKW-Abfüllstation sowie die zwei sich daran anschließenden CKW-Tanklager (Tanklager I für TRI/PER und Tanklager II für TRI/PER/HEXA) umfassten insgesamt rund 10.000 m² des Werksbereiches.

Im zentralen Bereich des Altstandortes befindet sich bis heute die Elektrolyse, an die das Maschinen- und Kesselhaus anschließt. Nördlich davon liegt das werkseigene Wasserkraftwerk. Weiters existierten bzw. existieren im gesamten Bereich des Werkes mehrere Magazine, Werkstätten und Verwaltungsgebäude, diverse weitere Lager (z.B. ein Karbidlager) sowie Gas- und Flüssigkeitstanks (z.B. für Laugen, Säuren oder Mineralöle).  

Im Lauf der langen CKW-Produktionsgeschichte kam es wahrscheinlich durch technische Gebrechen und Unfälle, aber auch bei der Manipulation und Lagerung der CKW, insbesondere im Bereich der zwei CKW-Produktionsanlagen und der Lagerbehälter und Verladeeinrichtungen aber auch im Bereich von Rohrleitungen zu Verunreinigungen des Untergrundes, des Grundwassers und der Gurk mit leichtflüchtigen und schwerflüchtigen chlorierten Wasserstoffen (LCKW und SCKW).

Untergrundverhältnisse

Das untere Gurktal weist im Bereich des Altstandortes eine Sedimentmächtigkeit von bis zu 100 m auf. Bis in eine Tiefe von 40 bis 50 m bestehen die Sedimente vorwiegend aus Schichten von Sanden und Kiesen („oberer Aquiferbereich“), in größeren Tiefen sind häufig Schichten mit höherem Schluff- und Tonanteil („unterer Aquiferbereich“) vorhanden.

Zum östlichen Talrand bzw. zur Gurk hin nimmt die Mächtigkeit der Sedimente auf ca. 60 m ab. Bei den Untergrunderkundungen wurden gering durchlässige Sedimentschichten mit geringer Mächtigkeit und begrenzter flächenhafter Ausdehnung angetroffen. Eine großräumige Trennung mehrerer Grundwasserhorizonte wurde nicht festgestellt.

Im Grundwasserabstrom des Altstandortes nimmt der Feinkornanteil im unteren Aquiferbereich teilweise etwas ab. Rund 1,2 km im Abstrom nimmt in den oberen Sedimentschichten der Anteil an Sanden und Schluffen zu und die Unterscheidung zwischen oberem und unterem Aquiferbereich verschwimmt. Weiter abstromig (abstromig des „Gurkbogen“) dominieren feinkörnige Sedimente.

Die Tiefenrinne des Gurktales verläuft bis rund 3 km talabwärts des Altstandortes etwa von NNO nach SSW ca. dem Verlauf der Bundesstraße folgend. Die Felsoberkante befindet sich im Bereich des Altstandortes auf rund 100 m Tiefe.

Etwa 1,4 km talabwärts des Altstandortes beträgt die Tiefe der quartären Talfüllungen bis zu rund 150 m. Im Bereich des Gurkbogens etwa 1,7 km talabwärts des Altstandortes ist ein deutlicher Anstieg der Felsoberkante festzustellen, danach fällt die Felsoberkante wieder ab. In nebenstehender Abbildung ist ein schematischer Talquerschnitt in einer Entfernung von rund 1,4 km stromabwärts des Altstandortes dargestellt.  

Der Grundwasserspiegel liegt 2 bis 5 m unter Gelände. Die Mächtigkeit des Grundwasserleiters erreicht daher an den tiefsten Stellen der Tiefenrinne Mächtigkeiten bis knapp 150 m. Das Grundwasser fließt entsprechend dem Verlauf des Gurktales im Bereich des Altstandortes generell nach Süden. Rund 400 m im Abstrom verschwenkt der Grundwasserstrom etwas Richtung Westen, im Bereich des Gurkbogens (rund 1,7 km abstromig des Altstandortes) kommt es zu einer deutlichen Verschwenkung Richtung Osten und damit zu einer Exfiltration des Grundwassers in die Gurk.

Auch im Bereich der geringer durchlässigen tieferen Schichten (unterer Aquiferbereich) zeigt der Grundwasserstrom einen ähnlichen Verlauf, die Verschwenkung nach Osten im Bereich des Gurkbogens ist weniger stark ausgeprägt.

Die Durchlässigkeit (k_f-Wert) des oberen Aquiferbereichs weist starke Schwankungen auf und variiert zwischen 5 x 10^-5bis 5 x 10^-3 m/s, im Mittel beträgt sie ca. 2 x 10^-4 m/s. Etwa ab dem Bereich des Gurkbogens ist die Durchlässigkeit im oberen Aquiferbereich generell geringer und beträgt teilweise auch weniger als 5 x 10^-5 m/s, höhere Durchlässigkeiten treten nur in unmittelbarer Gurknähe auf. Der untere Aquiferbereich weist eine rund 5- bis 10-fach geringere Durchlässigkeit als der obere auf. Stellenweise ist die Durchlässigkeit des oberen und des unteren Aquifers gleich. Etwa ab dem Bereich des Gurkbogens ist eine Unterscheidung zwischen einem oberen und einem unteren Aquiferbereich nicht mehr möglich.

Das Grundwasserspiegelgefälle im Bereich des Altstandortes beträgt im oberen Aquiferbereich ca. 0,4 bis 0,6 %. Vor dem Gurkbogen (rund 1,7 km abstromig des Altstandortes) erhöht sich das Gefälle auf rund 1 %, um südlich der Gurk wieder auf ca. 0,4 bis 0,6 % abzuflachen. Der untere Aquiferbereich weist im Bereich des Altstandortes und im Abstrom etwa das gleiche Grundwasserspiegelgefälle wie der obere auf, rund 800 m abstromig des Werksgeländes verflacht das Gefälle. Die Druckhöhe des unteren Aquiferbereichs ist generell etwas höher als jene des oberen, bei einer Messstelle wurden auch artesisch gespannte Verhältnisse angetroffen. Der untere Aquiferbereich dürfte durch Hangwasserzuflüsse aus dem westlichen Hangbereich gespeist werden. Der Potenzialunterschied steigt mit der Entfernung zum Werksgelände. Es ist anzunehmen, dass ab dem Bereich des Gurkbogens rund 1,7 km abstromig des Werksbereichs durch die Änderung der hydrogeologischen Randbedingungen Grundwasser in die Gurk exfiltriert.

Der Grundwasserdurchfluss über den gesamten Querschnitt des Altstandorts beträgt etwa 1.400 bis 1.900 m³/d, was einem spezifischen Durchfluss von rund 4,5 bis 7 m³/d,m entspricht.

Oberflächengewässer

Der Altstandort liegt direkt rechtsufrig der Gurk bei Flusskilometer 35. Aus dem nordwestlich gelegenen Krappfeld kommend, schwenkt die Gurk nach der Einmündung der Görtschitz rund 2,5 km stromauf des Werksgeländes in Brückl um rund 90° nach Süden. Einen Kilometer abstromig der Mündung der Görtschitz macht die Gurk – direkt oberstromig der Betriebsdeponie der Donau Chemie AG ("Kalkdeponie I/II") – eine ihrer charakteristischen Schleifen ("Gurkschleife") und fließt nach weiteren 500 m am Altstandort vorbei. Im weiteren Fließverlauf tritt die Gurk in das Klagenfurter Becken ein, wo sie bei Flusskilometer 9,5 rechts die Glan aufnimmt und anschließend – unmittelbar vor dem Völkermarkter Stausee – in die Drau mündet.

Am letzten Messpunkt (bei Launsdorf) rd. 7 km vor der Mündung der Görtschitz liegt der mittlere Abfluss der Gurk bei 13,8 m³/s. Nach der Einmündung der Görtschitz erhöht sich der mittlere Abfluss der Gurk auf 17,57 m³/s. Bei niedriger Wasserführung ergibt sich ein Q95% der Gurk nach der Görtschitzmündung mit 7,25 m³/s und bei Niederwasser mit 4,26 m³/s.

Neben der Görtschitz münden bis zum Altstandort noch mehrere kleinerer Bäche in die Gurk, z.B. der Elsgrabenbach (4 km vor Mündung der Görtschitz) oder der Schmieddorferbach (0,7 km nach Mündung der Görtschitz), deren Wassermengen zwar nicht erfasst werden, deren Wasserführung im Vergleich zu Wasserführung der Gurk und der Görtschitz aber sehr gering ist.

Von der Donau Chemie AG wird die Gurk zur Erzeugung von Energie in einem Wasserkraftwerk genutzt. Dazu wird im Bereich der Mündung der Görtschitz Wasser über einen Kanal bis zum rund 2 km entfernten Kraftwerk abgeleitet. Über zwei Wehranlagen im Mündungsbereich der Görtschitz bzw. in der Gurk kann die Wassermenge im Kanal reguliert werden. Die Restwassermenge in der Gurk beträgt in Abhängigkeit der Jahreszeit mindestens 1,6 m³/s bzw. 2,3 m³/s. Nördlich des Altstandortes besteht die Möglichkeit das Wasser aus dem Kanal wieder zurück in die Gurk zu leiten ("Querschuss"). Nach dem Querschuss verläuft der Kanal die letzten 500 m bis zum Kraftwerk unterirdisch. Nach dem Kraftwerk wird das Wasser über einen rd. 150 m langen Werkskanal wieder in die Gurk geleitet.

Schutzgüter und Nutzungen

Der Altstandort wird industriell genutzt. Westlich verläuft die Bundesstraße B 92, östlich angrenzend fließt die Gurk. Die Umgebung des Altstandortes wird größtenteils land- und forstwirtschaftlich genutzt. In unmittelbarer Nähe zum Altstandort befinden sich mehrere Wohnhäuser.

Ca. 300 m grundwasserstromauf (nördlich) des Betriebsstandortes befindet sich die Altlast K 20 „Kalkdeponie Brückl I/II“, eine ehemalige Betriebsdeponie auf der neben Kalkrückständen zum Teil CKW-hältige Produktionsrückstände abgelagert wurden. Etwa 150 m südlich des Altstandortes befindet sich eine weitere ehemalige Betriebsdeponie („Kalkdeponie Brückl III“).

Ab einer Entfernung von ca. 600 m grundwasserstromab befinden sich mehrere Hausbrunnen.

Im Bereich des Altstandortes sowie nördlich davon (oberhalb der Kalkdeponie I/II am linken Gurkufer) existieren insgesamt vier Brunnen, aus denen von der Donau Chemie AG Kühlwasser entnommen werden kann. Der gesamte Kühlwasserbedarf des Werkes beträgt im Regelbetrieb rd. 500 bis 700 m³/h (150 bis 200 l/s). Der größte Teil davon wird aus einem Brunnen anstromig der Kalkdeponie I/II im Bereich der Gurkschleife (Brunnen Rindenstämpfe) entnommen. Zusätzlich wird das gesamte gereinigte Wasser aus der Grundwasseraufbereitungsanlage als Kühlwasser eingesetzt (in den letzten Jahren rd. 10 l/s bzw. 36 m³/h, maximal 75 m³/h).

Ca. 12 km grundwasserstromab beginnt das rund 3 km² große Grundwasserschongebiet "Kernzone Klagenfurt Ost", in dem zwei Trinkwasserbrunnen (Brunnen Rain I und Brunnen Rain II) für die Wasserversorgung der Stadt Klagenfurt situiert sind (Brunnen Rain II ist rund 200 m westlich von Brunnen I situiert).

Das Kühlwasser wird nach der Nutzung am Standort über ein Kanalsystem am Werksgelände gesammelt und über ein zentrales Einlaufbauwerk in den Werkskanal eingeleitet, der nach weiteren 100 m Fließstrecke in die Gurk mündet.

GEFÄHRDUNGSABSCHÄTZUNG

Seit 1909 werden auf dem Standort der Donau Chemie AG in Brückl chemische Grundstoffe der Chlorchemie erzeugt, z.B. Tetra- und Trichlorethen, Acetylen, Flüssigchlor, Ätznatron, Salzsäure, Hypochlorit und Eisenchlorid. Chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW) wurden von 1930 bis 1992 produziert. Der Standort weist eine Fläche von ca. 50.000 m² auf.

Während der langjährigen CKW-Produktion gelangten in Summe große Mengen an CKW vermutlich durch technische Gebrechen und Unfälle, aber auch bei der Manipulation und Lagerung der CKW in den Untergrund.

Ausgehend von den ehemaligen Anlagen der CKW-Produktion ist der Untergrund im Werksbereich insgesamt auf einer Fläche von rund 16.500 m² mit CKW verunreinigt. Aufgrund der guten Durchlässigkeit des Untergrundes und der sehr großen Mächtigkeit der Lockersedimente gelangten die CKW in großen Mengen bis zum Stauer (in ca. 100 m Tiefe). Zusätzlich ist davon auszugehen, dass sich CKW im Bereich geringer durchlässiger Schichten auch horizontal weit über den Bereich des Werksgeländes in den Grundwasserabstrombereich ausgebreitet haben. Es ist anzunehmen, dass insgesamt Untergrundbereiche in einer Größenordnung über 1.000.000 m³ mit CKW verunreinigt wurden.

Ausgehend von den Untergrundverunreinigungen ist das Grundwasser im Bereich des Werksgeländes mit CKW verunreinigt. Im Grundwasser wurden vor allem Trichlorethen, Tetrachlorethen und Hexachlorbutadien festgestellt. Das Grundwasser ist über die gesamte Mächtigkeit des Aquifers bis rund 100 m Tiefe mit CKW verunreinigt.

Die Ausbreitung von LCKW wurde zeitweise bis 2,7 km im Abstrom des Altstandortes festgestellt. Bis ca. 1,3 km im Abstrom wurden die Verunreinigungen des Grundwassers mit LCKW permanent festgestellt („Schadstofffahne“), im unteren Aquiferbereich beträgt die Länge der Schadstofffahne rund 700 m. Die LCKW-Konzentrationen sind bis 350 m im Abstrom stellenweise sehr hoch und nehmen dann im Verlauf der Schadstofffahne ab. In nebenstehender Abbildung ist die Schadstofffahne der relevanten Einzelstoffe Summe Tetra- und Trichlorethen schematisch dargestellt.

Die Ausbreitung der SCKW im Grundwasser ist etwa vergleichbar jener an LCKW, wobei nur Hexachlorbutadien als einziger SCKW in höheren Konzentrationen im Grundwasser festgestellt wurde. Die Länge der Schadstofffahne mit Hexachlorbutadien kann mit rund 1.100 m im oberen und etwa 700 m im unteren Aquifer abgeschätzt werden.

Spuren an Hexachlorbutadien wurden zeitweise auch noch bei den Messstellen rund 2,7 km im Abstrom des Werksgeländes nachgewiesen.

Rund 1,7 km abstromig des Werksbereichs ändern sich im Bereich des Gurkbogens  die hydrogeologischen Randbedingungen deutlich. Einerseits nimmt die Mächtigkeit des Aquifers ab, andererseits steigt auch im oberen Aquiferbereich der Feinkornanteil. Das Grundwasser aus dem unteren Aquiferbereich weist in diesem Bereich vermutlich eine deutliche Strömungskomponente nach oben auf. Im hydrogeologische Standortmodell wird angenommen, dass die vergleichsweise rasche Abnahme der CKW-Konzentrationen im Bereich vor dem Gurkbogen durch den vermehrten Feinkornanteil und damit der erhöhten Rückhaltefunktion des Untergrundes bedingt ist. Im Bereich des Gurkbogens kommt es zudem durch die Exfiltration von Grundwasser in die Gurk zu einer weiteren Abnahme der Schadstoffmengen im Grundwasser.

Die CKW-Frachten im Grundwasser sind bis 350 m im Abstrom des Werksgeländes extrem groß. Bis rund 1.500 m im Abstrom des Werksgeländes sind die CKW-Frachten erheblich.

Rund 80 % bis 100 % der LCKW-Belastungen im Grundwasser sind auf Tetrachlorethen und Trichlorethen zurückzuführen. Generell ist mit der Entfernung vom Altstandort ein steigender Anteil an Trichlorethen und cis-1,2-Dichlorethen bei gleichzeitig sinkendem Anteil an Tetrachlorethen feststellbar. Es ist daher davon auszugehen, dass neben Verdünnungs- und Rückhalteprozessen auch ein natürlicher Abbau der CKW im Grundwasser stattfindet.

Die Wasseruntersuchungen der Gurk zeigen, dass die Gurk sowohl ober- als auch unterstromig des Werksgeländes deutliche Belastungen mit CKW aufweist. Die Wasserführung der Gurk ist für die Profile, an denen Wasserproben genommen wurden, nicht bekannt. Eine Abschätzung des Schadstoffeintrags in die Gurk im Bereich des Altstandortes ist daher derzeit nicht möglich. Die Konzentrationen für Hexachlorbutadien sind im Flusswasser sowohl ober- als auch unterstromig des Werksgeländes erhöht.

HCBD in der Gurk wurde noch 27 Fließkilometer unterstromig des Werksgeländes nachgewiesen. 20 Fließkilometer unterstromig des Werksgeländes befinden sich am linken Ufer der Gurk zwei Brunnen der Wasserversorgungsanlage der Stadt Klagenfurt. In einem Brunnen wurden zeitweise erhöhte HCBD-Konzentrationen festgestellt. Es ist davon auszugehen, dass diese HCBD-Belastungen des Brunnenwassers durch Infiltration von Flusswasser in das Grundwasser verursacht werden.

Zusammenfassend zeigen die Untersuchungsergebnisse, dass im Bereich der ehemaligen CKW-Produktionsanlagen auf einer Fläche von rund 16.500 m² sehr große Mengen an chlorierten Kohlenwasserstoffen in den Untergrund gelangt sind. Davon ausgehend ist das Grundwasser im Bereich des Altstandortes und im Abstrom stark mit CKW verunreinigt. Die Länge der Schadstofffahne beträgt rund 1,3 km, die Tiefe bis über 100 m. Die CKW-Verunreinigungen im Bereich des Altstandortes stellen eine erhebliche Gefahr für die Umwelt dar.

PRIORITÄTENKLASSIFIZIERUNG

Maßgebliches Schutzgut für die Bewertung des Ausmaßes der Umweltgefährdung ist das Grundwasser. Die maßgeblichen Kriterien für die Prioritätenklassifizierung können wie folgt zusammengefasst werden:

Schadstoffpotenzial: äußerst groß

Im Bereich des Altstandortes ist der Untergrund auf einer Fläche von rund 16.500 m² erheblich mit LCKW, insbesondere Tetrachlorethen und Trichlorethen sowie mit SCKW, insbesondere Hexachlorbutadien verunreinigt. Die Kontamination des Untergrundes reicht bis in eine Tiefe von 100 m. Insgesamt kann das Volumen der mit chlorierten Kohlenwasserstoffen erheblich verunreinigten Untergrundbereiche mit deutlich über 1 Mio. m³ abgeschätzt werden. TCE, PCE und HCBD als Leitparameter der Kontamination sind aufgrund ihrer stofflichen Eigenschaften als Stoffe mit sehr schädlichen Eigenschaften zu werten. Das Schadstoffpotenzial ist insgesamt als äußerst groß zu bewerten.

Schadstoffausbreitung: weitreichend

Ausgehend von der Kontamination im Untergrund hat sich im Grundwasser eine Schadstofffahne mit vor allem Tetrachlorethen und Trichlorethen sowie Hexachlorbutadien ausgebildet. Die mit dem Grundwasser transportierten Schadstofffrachten sind sehr groß. Die Länge der Schadstofffahne für LCKW kann mit rund 1.300 m, für SCKW mit 1.100 m abgeschätzt werden. Aufgrund des Ausmaßes der Kontamination ist mittel- bis langfristig keine signifikante Reduktion der Schadstofffrachten im Grundwasser zu erwarten. Der sehr langen Schadstofffahne und der sehr großen Schadstofffracht entsprechend ist die Schadstoffausbreitung insgesamt als weitreichend zu beurteilen.

Bedeutung des Schutzgutes: genutzt

Das Grundwasser ist quantitativ gut nutzbar, das Grundwasserdargebot ist sehr groß. Im unmittelbaren Grundwasserabstrom wird das Grundwasser nicht genutzt, im weiteren Grundwasserabstrom befinden sich mehrere Hausbrunnen und das Wasserschongebiet "Kernzone Klagenfurt Ost" mit Trinkwasserbrunnen der Wasserversorgungsanlage der Stadt Klagenfurt situiert sind. Einer dieser Trinkwasserbrunnen weist zeitweise erhöhte HCBD-Konzentrationen auf.

Vorschlag Prioritätenklasse: 1

Entsprechend der Bewertung der vorhandenen Untersuchungsergebnisse, der Gefährdungsabschätzung und den im Altlastensanierungsgesetz § 14 festgelegten Kriterien schlägt das Umweltbundesamt die Einstufung in die Prioritätenklasse 1 vor.

Datum der Texterstellung: Januar 2017