Onttrekken grondwater, verstopping van onttrekkings- en infiltratiemiddelen, geochemische oorzaken

De meest voorkomende vorm van verstopping wordt gevormd door menging van stoffen waarbij een neerslag ontstaat. Als de vorming van deze neerslag microbiologisch wordt bevorderd, ontstaat daarbij ook biomassa (slijm). De combinatie van neerslag en slijm kan het verstoppingsproces versnellen.

De meest voorkomende neerslagen bij menging van stoffen zijn:

• Neerslagen als gevolg van redoxreacties, bijvoorbeeld vorming van ijzerhydroxiden en mangaanoxiden (hierbij kan ook biomassa ontstaan);
• Neerslag van aluminiumhydroxide (hierbij ontstaat geen biomassa);
• Neerslag van kalk (hierbij ontstaat geen biomassa).

Door in de onderzoeksfase het grondwater op verschillende diepten goed te karakteriseren, kan in de ontwerpfase een dusdanig ontwerp worden gemaakt dat menging van stoffen en vorming van biomassa zoveel mogelijk worden voorkomen.

Ook veranderingen in de chemische samenstelling van het onttrokken grondwater bovengronds worden als menging gezien. Deze veranderingen kunnen onbedoeld zijn (bijvoorbeeld bij het aanzuigen van valse lucht) of het gevolg zijn van een behandeling (bijvoorbeeld intensieve beluchting of ontgassing). In dit geval wordt een eventuele verstopping van de retourbron dus niet veroorzaakt door de omstandigheden bij de onttrekkingsput.

Ad 1. Neerslagen als gevolg van redoxreacties De verstopping die hierdoor ontstaat, is de bekendste vorm van verstopping door menging van incompatibele watertypen. In dit geval bevat het onttrokken grondwater ijzer en/of mangaan en/of methaan én zuurstof. Zodra deze watertypen met elkaar in contact komen, ontstaat een neerslag. Zo kan het grondwater ter hoogte van de grondwaterspiegel zuurstof bevatten en op grotere diepte mangaan of ijzer. Bij menging ontstaan neerslagen van respectievelijk ijzerhydroxiden en mangaanoxiden:

4Fe2+ + O2 + 10 H2O ----> 4Fe(OH)3(s) + 8H+

2Mn2+ + O2 + 2H2O ----> 2MnO2(s) + 4H+

Deze beide processen worden gewoonlijk microbiologisch versneld, bijvoorbeeld door Gallionella en Leptothrix spp. In dat geval worden ook grote hoeveelheden slijm (biomassa) gevormd. Dit is in het veld vaak waar te nemen: sloten zijn bruin gekleurd door ijzerhydroxiden, waarbij uit de drainbuizen grote slijmdraden tevoorschijn komen. Met het optreden van deze processen moet al rekening worden gehouden bij lage concentraties: circa 0,1 mg/l bij ijzer, mangaan en methaan en 0,01 mg/l bij zuurstof. Het spreekt vanzelf dat hoe hoger de concentratie van ijzer, mangaan, methaan en/of zuurstof is, hoe sneller het proces zal verlopen.

Ad 2. Neerslag van aluminiumhydroxide Als het ondiepe grondwater een lage pH heeft met een hoge concentratie van aluminium en als het diepe grondwater een hoge pH heeft, zal bij menging een neerslag van aluminiumhydroxide ontstaan:

Al3+ + 3H2O ----> Al(OH)3(s)+ 3H+

De vorming van aluminiumhydroxide wordt niet microbiologisch bevorderd. Er ontstaat dus geen biomassa (slijm).Met het optreden van dit proces moet rekening worden gehouden als de concentratie van aluminium groter is dan 0,3mg/l en de pH groter dan 6,5 [Baudisch, 1989]. Het spreekt vanzelf dat hoe hoger de concentratie van aluminium is en hoe hoger de pH is, hoe sneller het proces zal verlopen.

Ad 3. Neerslag van kalk Als het ondiepe en het diepe grondwater kalkverzadigd zijn, maar als er tegelijkertijd grote verschillen in pH of de concentratie van vrij koolzuur bestaan, moet met de vorming van een neerslag van kalk rekening worden gehouden:

Ca2+ + HCO3- ----> CaCO3(s) + H+

De vorming van kalk wordt niet microbiologisch bevorderd. Er ontstaat dus geen biomassa (slijm). Verder is hierbij van toepassing wat vermeld is bij de vorming van een aluminiumneerslag.

Verstoppingen van onttrekkings- en infiltratiemiddellen kunnen verder worden veroorzaakt door:

• hydrologische en fysische oorzaken
  
• biologische oorzaken
  
• technologische oorzaken
  

Zie ook de beslisschema’s onderzoek oorzaken naar verstopping.