In situ chemische oxidatie, aandachtspunten voor de uitvoering

Chemische oxidatie wordt in de regel toegepast voor verontreiniging in de verzadigde zone, onder de grondwaterspiegel. In het grondwater en op grotere diepte is het door heterogeniteit en verschillen in doorlatendheid een uitdaging het oxidatiemiddel overal op de gewenste plaatsen tot werking te krijgen. Bedenk dat de verontreiniging heterogener verdeeld is dan de bodem!

Warmte van de ontledingsreactie van peroxide in zuurstof en water bevordert vervluchtiging van de verontreiniging. Snelle vorming van gas- en dampbellen veroorzaakt turbulentie die het contact tussen oxidatiemiddel en verontreiniging kan bevorderen. In de literatuur wordt gemeld dat een 11% peroxide oplossing het (grond)water aan de kook kan brengen. De snelheid van de ontleding van waterstofperoxide verdubbelt bij elke tien graden temperatuurstijging. De exotherme ontleding van peroxide wordt sterk versneld als hij eenmaal op gang gekomen is. Ten opzichte van het volume vloeistof komen grote volumes zuurstof vrij. Toepassing van hoge concentraties peroxide is hierdoor niet altijd effectief (vrije radicalen worden relatief minder gevormd; er wordt zuurstof gemaakt bij hoge temperatuur). Bij de toepassing van Fenton’s reagens in de buurt van bebouwing is het wenselijk een bodemluchtextactiesysteem aan te leggen om eventueel ontwijkende gassen zoals gestripte verontreiniging, zuurstof etc. op te vangen.

Door hoge temperaturen en ook door hoge gehalten aan peroxiden of ozon ontstaat schade voor de microflora. Peroxide is schadelijk vanaf ca. 200 mg/liter, terwijl gehalten worden toegediend die bijna duizend keer zo hoog zijn. Ten aanzien van het oxideren van het biologische leven is het nodige aan onderzoek gedaan. Geconstateerd wordt dat de bodem niet geheel wordt gesteriliseerd, ook niet met hoge gehalten peroxide. De heterogeniteit van de bodem maakt dat er na de behandeling niches zijn waar nog bacteriën leven. Van hier uit kan de bodem weer worden gekoloniseerd. Doordat de oxidatie van diverse organische stoffen onvolledig is ontstaan er organische zuren en alcoholen die de (her)groei van de bodemmicroflora na chemische oxidatie stimuleren.

Als na de oxidatie van vluchtige chloorkoolwaterstoffen in de bronzone, verder (natuurlijke) anaërobe afbraak van vluchtige chloorkoolwaterstoffen gewenst is, kan het nodig zijn het anaeroob afbrekend vermogen van de bodem te herstellen door de injectie van substraat, bijvoorbeeld plantaardige olie. Ook kan het nodig zijn om de zuurgraad te herstellen of aan te passen. Metalen die door de toepassing van oxidatiemiddelen worden gemobiliseerd worden meestal naderhand vrij snel weer vastgelegd tot een concentratie van voor de toepassing van het oxidatiemiddel. Hiervoor kunnen verschillende mechanismen verantwoordelijk zijn.