Understanding and evaluating long-term environmental risks from landfills

Abstract

Nach der Schließung bedürfen Deponien weiterer Betreuung, um negative Auswirkungen auf Mensch und Umwelt zu verhindern. Diese Nachsorgephase endet, wenn von einer Deponie keine Gefährdung für Mensch und Umwelt zu erwarten ist. Da es bisher keine quantitativen Kriterien zur Bestimmung dieses Zustandes einer Deponie gab, war es das Ziel dieser Arbeit eine Methode zur Beurteilung der Umweltverträglichkeit von geschlossenen Deponien vor dem Hintergrund der Nachsorgedauer zu entwickeln. Die entwickelte Bewertungsmethode beruht auf der Charakterisierung des zukünftigen Emissionsverhaltens der abgelagerten Abfälle, der dauerhaften Funktionstüchtigkeit technischer Barrieren, dem Migrationsverhalten freigesetzter Schadstoffe in der Deponieumgebung und der Empfindlichkeit und Bedeutung betroffener Schutzgüter. Diese Aspekte werden durch Modelle abgebildet und zur Herleitung von Entlassungskriterien aus der Deponienachsorge miteinander verknüpft.<br />Anhand der entwickelten Methode wurden Nachsorgeentlassungskriterien und damit verbundene Nachsorgezeiträume für drei geschlossene Deponien bestimmt. Der erwartete Nachsorgezeitraum einer ehemaligen Hausmülldeponie mit einer abgelagerten Abfallmenge von mehr als 1 Million Tonnen wurde im Bereich einiger hundert Jahre ermittelt. Für eine kleinere Hausmülldeponie (150.000 Tonnen) an einem Standort mit hohem Niederschlag (ca. 2000 mm/a) ergab die Bewertung, dass ein umweltverträglicher Deponiezustand (ohne Nachsorge) bei intensiver Wasserinfiltration innerhalb weniger Jahrzehnte erreicht werden kann.<br />Ein mögliches Nachsorgeende innerhalb einiger Jahre wurde für den dritten Standort, eine Deponie mit 400.000 Tonnen an abgelagerten Baurestmassen, aufgrund des geringen Emissionspotentials der abgelagerten Abfälle, der trockenen Standortverhältnisse und dem hohen Verdünnungspotential im Grundwasser, ermittelt. Für diese Deponie ist aber jedenfalls noch weiteres Monitoring erforderlich, um zugrundeliegende Modelle und Annahmen zu verifizieren. Insgesamt unterstreichen die Erkenntnisse aus den Fallstudien die Bedeutung standortspezifischer Faktoren bei der Beurteilung der Deponieumweltverträglichkeit. Die Bewertungsmethode ermöglicht die direkte Verknüpfung der Dauer und Intensität der Deponiebetreuung mit den damit verbundenen Umweltrisiken, was eine wesentliche Grundlage zur Entwicklung kosteneffizienter Langzeitbewirtschaftungsstrategien für Deponien darstellt.<br />

After closure, landfills need to be managed and controlled to avoid adverse effects on humans and environment. The aftercare period ends when a landfill is not likely to represent a threat to human health and the environment. As quantitative criteria to determine the state of a landfill at the end of aftercare have been missing, it was the aim of this work to develop a methodology for evaluating the environmental compatibility of a closed landfill in view of aftercare completion. The methodology takes into account the behavior of the deposited waste and associated emissions, the performance of technical barriers, the potential for the migration of pollutants in the environment, and the impact of landfill-borne pollutants on environmental media. Based on the combination of corresponding models and the definition of an acceptable level of impact on the environment (e.g. groundwater), scenario- and pollutant-specific aftercare completion criteria can be derived for a specific landfill.<br />The developed methodology was applied at three landfills to derive aftercare completion criteria and estimate the duration of aftercare.<br />For a large municipal solid waste (MSW) landfill, aftercare duration was estimated to range from one to several centuries, depending on the long-term management concept. At a smaller MSW landfill with high precipitation and water infiltration, aftercare might be terminated within a few decades, provided that intensified leaching of the waste continues for another decade before a final cover is installed. For a closed landfill containing building and construction waste, aftercare completion is found to be environmentally tolerable already after a few years, provided that future monitoring confirms the established models.<br />The main reasons for the low environmental risk associated with the latter landfill are the small emission potential of the deposited waste, the arid climate (and low amount of leachate), and the large dilution potential of the local groundwater stream. In summary, the case study findings highlight the site-specific nature of the evaluation of landfill environmental compatibility.<br />The evaluation methodology represents the basis to link the duration and intensity of landfill management to the environmental risks associated with a closed landfill, which is a prerequisite to developing cost-effective long-term landfill management concepts.<br />