Gesicherte Altlast W7: SHELL - Pilzgasse

Bei dem Altstandort "SHELL - Pilzgasse" im 21. Wiener Gemeindebezirk handelt es sich um eine 15,5 ha große ehemalige Raffinerie der SHELL Austria AG. Nördlich des Altstandortes befinden sich die Bahngleise der Nordbahn, bzw. die Hauptwerkstätten der ÖBB und das zukünftige Krankenhaus Wien Nord. Im Süden wird der Altstandort von der Leopoldauer Straße begrenzt. Von Nordwest nach Südost wird die Altlast von der Bundesstraße 3 gequert. Im Südwesten ist der Altstandort durch die Pilzgasse begrenzt und erstreckt sich im Osten bis zur Steinheilgasse.

Auf dem aufgelassenen Gelände einer alten Maschinenfabrik errichtete 1864 der Chemiker F. Pilz eine Petroleumfabrik, in der zuerst Leuchtpetroleum, Schmiermittel, Paraffin und Kerzen produziert wurden. In den Folgejahren begann die Erzeugung von "Floridsdorfer Fleckwasser" (Benzin), welches durch Raffination erzeugt wurde. Weiters wurde noch vor der Jahrhundertwende mit der Herstellung von Eisenbahnachsölen begonnen. Während des Ersten Weltkrieges wurde die Produktion von Kraftstoffen laufend gesteigert und die Raffinerie konsequent erweitert.

Nach dem Ersten Weltkrieg sicherte man 1923 durch eine Kooperation mit der ROYAL DUTCH SHELL den Weiterbestand der Raffinerie und es wurde eine Vakuumdestillation am Standort errichtet. Nach Vereinigung mit dem SHELL-Konzern im Jahr 1929 wurde die Raffinerie unter der Bezeichnung "Aktiengesellschaft der SHELL-Floridsdorfer Mineralöl-Fabrik" weitergeführt. Zu diesem Zeitpunkt hatte die Raffinerie rund 50 Gebäude und eine Lagerkapazität von 80.000 m³.

Im März 1938 ging der Besitz der Raffinerie auf die deutsche SHELL-Tochter über. 1940 wurde die Raffinerie in die "Rhenania Ossag Mineralölwerke AG" eingegliedert. Mit Beginn des Zweiten Weltkrieges wurde die Kapazität der Raffinerie auf 150.000 Jahrestonnen ausgebaut und nur noch Erdöl aus Österreich verarbeitet. In den Jahren 1944 und 1945 wurden die Produktionsstätten nahezu vollständig durch alliierte Luftangriffe zerstört. Laut historischen Aufzeichnungen wurden dabei in 16 Luftangriffen neben den Produktionsanlagen auch mindesten 40.000 m³ Tankraum zerstört.

Nach dem Zweiten Weltkrieg erfolgte der Wiederaufbau der zerstörten Einrichtungen der Raffinerie, die bis 1955 unter sowjetischer Verwaltung weiterbetrieben wurden. 1955 wurde der Betrieb der Erdölraffinerie von der SHELL-Austria AG übernommen und bis in das Jahr 1970 fortgeführt. Im Anschluss erfolgte die Stilllegung der Raffinerie, die in weiterer Folge vollständig demontiert wurde. Das Areal wurde industriell-gewerblich neu verwertet. Dabei wurde im Rahmen des Baus des Postgebäudes im Nord-Westen des Areals ein Bodenaustausch durchgeführt und große Teile des kontaminierten Untergrundes in diesem Bereich entfernt.

Untergrundverhältnisse

Der Altstandort befindet sich im westlichen Randbereich des Grundwasserkörpers "Wiener Becken". Im gesamten Areal ist die oberste Untergrundschicht mit anthropogenen Schüttungen verschiedenster Art und Herkunft überprägt. Die Mächtigkeit der Anschüttungen beträgt bis zu 6 m. Natürlich stehen Ausande über 6 bis 10 m mächtigen, quartären Donauschottern (sandige Kiese) an. Darunter liegen tertiäre, feinkörnige Sedimente in Form von bis zu 10 m mächtigen Grob- bis Feinsande über Schluffen oder direkt der Stauer in Form von Schluffen. Die quartären Donauschotter bilden den sehr gut durchlässigen Hauptgrundwasserleiter mit einer Grundwassermächtigkeit von 5 bis 10 m und einem kf-Wert von 2 x 10-3 bis 10‑2 m/s. Die Grundwasserströmungsrichtung verläuft mit einem hydraulischen Gefälle von rd. 0,3 bis 0,5 ‰ nach Osten bzw. bei Hochwasserständen nach Südosten. Der Grundwasserspiegel befindet sich zwischen 4 bis 7 m unter Gelände und weist im Jahresgang nur geringe Schwankungen auf. Der hydraulische Abfluss kann bei einer Abstrombreite der Altlast von rund 600 m mit rund 3.000 bis 6.000 m³/d abgeschätzt werden.

Schutzgüter und Nutzungen

Die Anlagen der Raffinerie wurden vollständig entfernt. Nur ein alter Hochbunker in der Pilzgasse ist noch vorhanden. Der Großteil des Geländes der Altlast wird industriell-gewerblich genutzt und ist zu großen Teilen überbaut oder versiegelt. Im Nordosten befindet sich ein Zentrum der Post, im Norden ist ein großer Pharmakonzern situiert. Im Osten sind Sportanlagen situiert. Im Westen liegen Wohnhausanlagen mit kleinen Grünbereichen. Nördlich und östlich grenzen an die Altlast "SHELL - Pilzgasse" Kleingartensiedlungen bzw. weitere Sportanlagen an. Im Nordwesten liegen Gleisanlagen. Südwestlich setzt sich die Bebauung mit Wohnhausanlagen fort. Unmittelbar südlich grenzt an die Altlast W 7 "SHELL - Pilzgasse" die gesicherte Altlast W 17 "VCF Perstorp". Im direkten Abstrom der Altlast befinden sich zahlreiche Hausbrunnen.

 

GEFÄHRDUNGSABSCHÄTZUNG

Das Areal der ehemaligen Raffinerie der SHELL Austria AG umfasste rund 15,5 ha. Im Zentrum waren die Raffinations- und Destillationsanlagen situiert, an die weitere Produktions- und Abfüllanlagen angrenzten. In den Randbereichen lagen (Fass-)Lager und Bunker sowie im Nordosten eine große Tankfarm. Durch Kriegseinwirkungen sowie die Betriebsführung in den Folgejahren des 2. Weltkrieges kam es zu massiven Einträgen von Mineralölprodukten in den Untergrund und einer weitreichenden Ausbreitung von Ölphase auf dem Grundwasser.

Zur Abgrenzung der Kontamination wurden 1984 insgesamt 97 temporären BL-Messstellen in zwei Kampagnen errichtet. Die Untersuchung der Bodenluftproben auf leichtflüchtige Mineralölkohlenwasserstoffe zeigte drei Kontaminationsschwerpunkte. Die Hauptverschmutzung lag im Bereich nördlich der ehemaligen Raffinerie. Ein weiterer Kontaminationsbereich wurde im Bereich der Steinheilgasse/Nähe Leopoldauer Straße sowie der dritte Herd südlich der Leopoldauer Straße; östlich der Sebastian-Kohl-Gasse angetroffen.

Im März 1988 wurden auf dem damals noch nicht verbauten Gelände 17 Schürfgrabungen durchgeführt. Dabei wurde augenscheinlich eine massive Verunreinigung des Untergrundes und des Grundwassers mit Mineralöl in 15 Schürfen festgestellt. Die Ergebnisse der Analysen von Schöpfproben, die aus den Schürfen entnommen wurden, bestätigen die organoleptische Beurteilung. Vielfach wurde aufschwimmendes Öl angetroffen. Im Grundwasserabstrom wurden ausgewählte sieben Grundwassermessstellen beprobt. Die Analyseergebnisse zeigten, dass in drei Proben die Maßnahmenschwellenwerte der ÖNORM S 2088-1 für den Parameter ΣKW überschritten wurden (0,16 - 2,95 mg/l).

Im Jahr 1993 wurden weitere 21 Grundwassermessstellen errichtet. Im Verlauf des Jahres 1993 wurden mehr als 100 Grundwasserpumpproben an ausgewählten Messstellen an mehreren Terminen entnommen und insbesondere auf den Parameter ΣKW untersucht. Weiters wurden die Untersuchungen an den Proben der Termine im August 1993 und Dezember 1993 auf den Parameterumfang der Trinkwasserverordnung erweitert. Die Grundwassermessungen bestätigten die massiven Belastungen des Grundwassers mit Kohlenwasserstoffen. Anstromig der Altlast wurden nur vereinzelt erhöhte ΣKW-Werte angetroffen, die nicht im Zusammenhang mit der Altlast standen. Im Bereich südliche der Steinheilgasse sowie in der südlichen Verlängerung über die Leopoldauer Straße hinaus lagen die ΣKW durchwegs höher als 300 µg/l (Messstellen 21.34/1 bis 21.34/5) aber auch in den Abstrom-Messstellen (z.B. 21.34/25) lagen zeitweise erhöhte ΣKW-Werte vor. Wenige 100 m im direkten östlichen Abstrom schwankten die Konzentrationen ΣKW stark und lagen zwischen 100 und 300 µg/l (21.34/22, 21.34/23, 21.34/24H) bzw. deutlich darüber (21.34/21, 21.34/24H). Auffällig war weiters der Summenparameter Phenol-Index, der aber im Kontext zur südlich der "SHELL - Pilzgasse" situierten Altlast W17 "VCF-Perstorp" zu sehen war, auf der eine Phenoltankanlage situiert war. Die Maximalkonzentrationen des Phenol-Index wurden bei BRI, 21.34/4, 21.34/5, 21.34/27 bis 21.34/29 mit bis zu 1,4 mg/l erreicht. PAK und Cyanide zeigten für alle Messstellen ein eher unauffälliges Bild.

Mittels 1993 entnommener Schöpfproben ließ sich der Bereich mit aufschwimmender Phase abgrenzen. Öl in Phase reichte 1993 weit über die Leopoldauer Straße heraus. Auch wurde eine Ausbreitung von Mineralöl in Phase in Abstromrichtung nach Osten angetroffen. Im Jänner 1994 konnten weitere Grundwasseruntersuchungen für den südlich Bereich (Brunnen V, VI, VIa, VII, 21.34/4 und 21.34/5) Öl-in-Phase nicht bestätigen, die gelöste KW in den Schöpfproben lagen aber weit über den Maßnahmenschwellenwerten mit rund 100 bis 500 µg/l. Im Rahmen von 1997 durchgeführten Untersuchungen wurden weitere 59 Grundwasserproben analysiert. Dabei wurde in 29 Proben wieder aufschwimmende Öl-Phase festgestellt. Es wurde festgestellt, dass der Bereich mit Öl-in-Phase eine noch größere West- und Südausdehnung aufwies, als die Untersuchungen bis dato gezeigt hatten.

Die Zusammenschau aller Grundwasser- und Untergrunduntersuchungen ergab, dass ausgehend vom Bereich der ehemaligen Raffinerie eine großräumige, massive Grundwasserbeeinträchtigung mit einem Ausmaß von 19 ha vorlag.

 

SICHERUNGSMASSNAHMEN

Ziel der Sicherungsmaßnahmen ist es, die weitere Ausbreitung von Schadstoffen – insbesondere der aufschwimmenden Mineralölphase – mit dem Grundwasser zu unterbinden.

Die Sicherungsmaßnahmen umfassen im Wesentlichen die Entnahme von kontaminiertem Grundwasser abstromig der Altlast inklusive der Aufbereitung der entnommenen Wässer.

Die Errichtung der Sicherungsanlagen begann im April 2006 und wurde im April 2007 abgeschlossen. Der reguläre Anlagenbetrieb begann nach einem einjährigen Probebetrieb im Jahr 2008. Es wurden die folgenden Anlagen errichtet:

•  Errichtung von rund 1.400 lfm Dichtwand abstromig der Altlast inklusive 13 Sperrbrunnen anstromig der Dichtwand zur Entnahme von kontaminiertem Grundwasser
• Errichtung eines Brunnens abstromig der Dichtwand zur Erfassung von Restkontaminationen
• Errichtung einer Wasseraufbereitungsanlage zur Reinigung der kontaminierten Pumpwässer
• Errichtung von 3 Versickerungsbrunnen zur Infiltration der gereinigten Wässer auf der Altlast
• Errichtung von zwei Rieselwänden zur Schaffung eines Hydroschirms seitlich der Dichtwand
• Errichtung von 6 Entnahmebrunnen anstromig der Altlast sowie von 9 Infiltrationsbrunnen abstromig der Dichtwand zur Umleitung des Hauptgrundwasserstroms

Um die dauerhafte Wirksamkeit der Sicherung zu gewährleisten und zu kontrollieren, werden laufend betriebliche Maßnahmen in Form von kontinuierlichen Aufzeichnungen der Wasserstände im gesamten Bereich der Altlast, Aufzeichnungen der an den Brunnen gefassten Wassermengen sowie über die behandelten und eingeleiteten bzw. versickerten Wassermengen durchgeführt. Weiters erfolgen seit Abschluss des Probebetriebes zumindest jährliche qualitative Grundwasserkontrolluntersuchungen sowie Untersuchungen der gefassten, aufbereiteten und wiederversickerten Wässer.

Beschreibung der Sicherungsmaßnahmen

2006 wurde mit der Errichtung einer rund 1.400 lfm langen Dichtwand begonnen, um eine weitere Ausbreitung von Mineralöl in den Abstrom zu unterbinden und um den Einzugsbereich von 13 anstromig der Dichtwand errichteten Sperrbrunnen zu erhöhen bzw. deren Förderstrom zu vergleichmäßigen. Der Trassenverlauf der Dichtwand wurde an der maximalen Ausbreitung der auf dem Grundwasser aufschwimmenden Mineralölphase orientiert und verläuft prinzipiell von Nord nach Süd, wobei der zentrale Bereich der Dichtwand stark nach Osten auskragt. Der genaue Trassenverlauf ist aus nebenstehender Abbildung ersichtlich. Hergestellt wurde die Dichtwand als Schlitzwand, in kleinen Teilbereichen, bzw. zur Unterquerung von Straßen auch im Düsenstrahlverfahren (DSV). Die Einbindung der 14 bis 18 m tiefen Dichtwand erfolgte zumindest 3 m in den Grundwasserstauer. Als Durchlässigkeit der Dichtwand wurde ein kf-Wert von 10-8 m/s angesetzt.

Zur Fassung von kontaminiertem Wasser wurden anstromig der Dichtwand 13 Sperrbrunnen (SBR07 bis SBR19) als vollständige Bohrbrunnen DN 640 ausgeführt und auf DN 300 ausgebaut. In einem jeweiligen Vorschacht (DN1500) wurde neben einer Tauchmotorpumpe und weiteren Armaturen auch eine Wassermengenerfassung installiert. Da in Brunnen SBR08 Öl-in-Phase angetroffen wurde, wurde dieser zusätzlich mit einer Ölabschöpfung ausgestattet. Zur Erfassung von Kontaminationen abstromig der Dichtwand wurde ein weiterer Sperrbrunnen SBR20 hergestellt. Als Maximalentnahmemenge aus allen Brunnen zusammen wurden 12 l/s festgelegt.

Das über die Sperrbrunnen SBR7 bis SBR20 entnommenen Wasser wird über Druckrohrleitungen zur Wasseraufbereitungsanlage im Kreuzungsbereich Bessemerstraße­/Quarz­weg am südlichen Ende der Dichtwand gefördert. Die Wasseraufbereitung besteht aus zwei parallel geführten Behandlungslinien. In der Linie 1 erfolgt eine Reinigung zur Wiederversickerung im Bereich der Altlast, in der Linie 2 zur Versickerung im Randbereich der Dichtwand. Die Linie 1 der Wasseraufbereitungsanlage wurde mit einem Absetzbehälter mit nachgeschalteten Koaleszenzabscheider zur Restölabscheidung ausgestattet. Als Reinigungsziel für diese Stufe wurde 1 mg/l ΣKW festgelegt. Die Linie 2 besteht aus einem Festbettreaktor zum biologischen Abbau von organischen Stoffen mit nachfolgendem Mehrschichtfilter zur Feststoffabtrennung. Im Anschluss an einen Aktivkohlefilter (bestehend aus Arbeits- und Polizeifilter) erfolgt eine abschließende UV-Desinfektion. Das Reinigungsziel der Linie 2 wurde betreffend ΣKW auf 0,1 mg/l, betreffend PAK16 gem. US-EPA mit 0,5 µg/l und betreffend den Summenparameter Phenol-Index mit 2 µg/l festgelegt. Bis zu 4 l/s aus Linie 1 können wieder versickert werden. Hierzu wurden im Zentrum der Altlast drei Sickerschächte (VB10 bis VB12) errichtet und bis in 7,2 bzw. 7,8 m Tiefe ausgebaut. Die restlichen 8 l/s, welche über die 13 Sperrbrunnen entnommen werden und in der Linie 2 auf Trinkwasserqualität gereinigt werden, werden über zwei Rieselwände nördlich und südlich der Dichtwand versickert. Diese Rieselwände wurden ausgeführt als 21 (Nordstrang) bzw. 15 (Südstrang) mit wenigen Metern Abstand nebeneinander abgeteuften Bohrbrunnen (Ausbau DN 100) mit Tiefen zwischen 5,3 bis 7,4 m. Durch die kontinuierliche Versickerung von gereinigten Wässer über die rund 200 lfm lange Rieselwand im Norden und die rund 100 lfm lange Rieselwand im Süden soll ein Umströmen der Dichtwand vermieden werden. Aufgrund der Qualität der gefassten Wässer (in den letzten Jahren immer unter 1 mg/l ΣKW) wurde der Betrieb der Linie 1 eingestellt und das gesamte gefasste Wasser über die Linie 2 gereinigt.

Neben der Entnahme von Grundwasser anstromig der Dichtwand wurde zur Reduktion des Grundwasserzufluss zur Altlast 6 Entnahmebrunnen (EBR1 bis EBR6) im Grundwasseranstrom der Altlast errichtet, aus denen bis zu 162 l/s entnommen werden. Die Brunnen wurden als Bohrbrunnen DN 1200 bis in den Stauer abgeteuft und auf DN 900 ausgebaut. Neben einer Tauchpumpe wurde auch eine Wassermengenerfassung in jedem Vorschacht installiert. Das über die Brunnen entnommene Wasser wird über Druckrohrleitungen zu 9 neu errichteten Versickerungsbrunnen (VB01 bis VB09, je als zwei Brunnen ausgeführt als DN 800, Ausbau DN 300) abstromig der Dichtwand gepumpt. Über diese wird das anstromig entnommene Grundwasser – unbehandelt – wieder versickert und so um die Altlast und das Dichtwandbauwerk herumgeleitet.

Zur automatischen Steuerung der Anlagen wurde neben der Wasseraufbereitung ein Betriebsgebäude mit der gesamte Mess-, Steuer- und Regeltechnik errichtet.

Beurteilung der Sicherungsmaßnahmen

Durch Errichtung einer Dichtwand inklusive vorgelagerter Sperrbrunnen soll eine weitere Ausbreitung von Schadstoffen und Ölphase in den Grundwasserabstrom unterbunden werden.

Anhand der aufgezeichneten Grundwasserstände im Bereich der Altlast und der Sicherungsbauwerke sowie aus den Schichtenplänen ist ersichtlich, dass der hydraulische Durchfluss im Bereich der Altlast deutlich reduziert wurde. Die hydraulische Modellierung zeigte, dass es bei sehr hohen Grundwasserständen zu einer Umströmung der südlichen Dichtwand kommen könnte. Um dieses zu vermeiden sind weitere Maßnahmen, in Form der Errichtung eines ergänzenden Brunnens, zur lokalen Aufhöhung des Grundwasserspiegels geplant.

Auffällig betreffend den Anstrom sind erhöhte CKW-Konzentrationen im nördlichen Anstrom, die aber in keinem Zusammenhang mit der Altlast "SHELL - Pilzgasse" stehen. Die erhöhte Mineralisierung und Aufsalzung der anstromigen Wässer sind großstadttypisch. Die anstromig der Altlast gefassten Wässer werde ohne Behandlung im Abstrom wieder versickert.

Das Grundwasser aus dem Bereich der Altlast wird über Sperrbrunnen gefasst und einer Reinigung zugeleitet, bevor dieses zur Aufhöhung des Grundwassers im Randbereich der Dichtwand über zwei Sickerwände oder auf der Altlast versickert wird. Die Schadstofffrachten, die aktuell aus den Sperrbrunnen mit dem Grundwasser entnommen werden sind gering. Die Ablaufwerte der Reinigungsanlage liegen für die relevanten Schadstoffe seit den letzten Jahren zumeist unter den Reinigungszielwerten und unter den Maßnahmenschwellenwerten der ÖNORM S 2088-1.

Aussagen zur aktuellen Ausdehnung des Ölphasenkörper sowie zur Wasserqualität innerhalb der Altlast sind nicht möglich, da die Kontrollmessstellen am westlichen Rand der Altlast, d.h. anstromig, des Öl-in-Phase-Bereiches und die Sperrbrunnen weitgehend abstromig von diesem liegen. Die Messstelle WS62 liegt als einzige im Bereich der ehemaligen Raffinerie und ist auch die einzige, die anhaltend hohe Werte für ΣKW sowie erhöhte Werte für PAK15 zeigt. Ob in diesem Bereich noch Öl-in-Phase vorliegt ist nicht direkt ableitbar. Der einzige – im Phasenbereich situierte – Sperrbrunnen SBR8 zeigt bei der Analytik der Pumpproben keine Auffälligkeiten, allerdings ist weiterhin Öl abschöpfbar. Die in diesem Sperrbrunnen abschöpfbaren Ölmengen sind in den letzten Jahren aber um rund 80 % zurückgegangen und liegen inzwischen bei wenigen Litern pro Monat. Eine Ausdehnung des Phasenkörpers bis zu den Sperrbrunnen ist nicht erfolgt. Insgesamt muss aber davon ausgegangen werden, dass weiterhin die ursprüngliche Ausdehnung der Ölphase vorliegt.

Dass die KW-Konzentrationen in den südlich Sperrbrunnen tendenziell höher sind als in den nördlichen begründet sich mit ihrer näheren Situierung zur Altlast. Erkennbar ist auch, dass aus fast allen Brunnen mit erhöhten KW-Konzentrationen tendenziell weniger Wasser gefördert wird. Insgesamt ist erkennbar, dass die KW-Konzentrationen in allen Messstellen sowie in den Sperrbrunnen zurückgegangen sind und inzwischen bis auf wenige Ausnahmen unterhalb der Maßnahmenschwellenwerte liegen. Betreffend die PAK ist auffallend, dass die höchsten und zum Teil weiter anhaltenden hohen Konzentrationen nicht im Bereich der Raffinerie liegen sondern in den Messstellen im zentralen westlichen Randbereich der Altlast liegen. Dieses ist plausibel, da in diesem Bereich die ehemaligen Anlagen der Bitumenverarbeitung lagen.  

Die Messstellen des Abstroms inklusive des Brunnens SBR20 abstromig der Dichtwand sind betreffend aller altlastenrelevanter Parameter als durchgehend unauffällig anzusprechen.  

Zusammenfassend ist festzustellen, dass aufgrund der durchgeführten Sicherungsmaßnahmen der Austrag von Schadstoffen in den Grundwasserabstrom der Altlast unterbunden wird. Im Bereich der Altlast ist weiterhin mit erheblichen Kontaminationen des Untergrundes und mit Öl in Phase zu rechnen. Bei Weiterbetrieb aller Sicherungsmaßnahmen ist auch in Zukunft mit keiner Schadstoffausbreitung aus der Altlast in den Grundwasserabstrom zu rechnen. Die Altlast "SHELL - Pilzgasse" kann daher als gesichert beurteilt werden.

 

Datum der Texterstellung:    Mai 2015