Factsheet Bodemluchtextractie

Algemene techniekbeschrijving

Bodemluchtextractie is een techniek waarmee door het aanleggen van een onderdruk in de onverzadigde bodem verversing van de bodemlucht wordt bewerkstelligd. Door bodemluchtextractie treden de volgende sanerende processen op:

Daarnaast kan bodemluchtextractie ook toegepast worden om risico's als gevolg van passieve uitdamping (vanuit verzadigde of onverzadigde zone) dan wel uitdamping als gevolg van luchtinjectie in de verzadigde zone tegen te gaan (beveiligingsmaatregel).

Bij bodemluchtextractie ligt de nadruk op verwijdering door middel van vervluchtiging en afvoer met de onttrokken lucht.

De lucht wordt onttrokken door middel van ventilatoren/blowers. Bodemlucht kan worden onttrokken uit verticale filters of horizontale drains. Indien er bebouwing of infrastructuur aanwezig is kunnen met behulp van gestuurde of geperste boringen horizontale drains onder de bebouwing of objecten worden aangebracht.

Indien verontreinigd bodemmateriaal voor een deel in de verzadigde zone aanwezig is, kan de onverzadigde zone vergroot worden door het onttrekken van grondwater. Dit kan uitgevoerd worden in een separaat grondwater en bodemluchtonttrekkingssysteem of in een gecombineerd grondwater -en bodemluchtonttrekkingssysteem waarbij gelijktijdig lucht en water uit een filter wordt onttrokken.

Toepassingsgebied en indicatie saneringsresultaat

Verontreinigingstype

Vluchtige verbindingen met een dampspanning van tenminste 100 N/m2, of een Henri Coëfficiënt van 0,01, zoals olieverontreinigingen met een ketenlengte korter dan C12 en chloorethenen, kunnen met deze techniek gesaneerd worden.

Ook voor drijflagen met bovengenoemde eigenschappen kan bodemluchtextractie gecombineer met persluchtinjektie eventueel toegepast worden. Hierbij kan echter ook gekozen worden voor een combinatie met grondwaterstandsverlaging waarbij het onttrekkingssysteem in de 'smeerzone' gesitueerd kan worden.

Bodemtype

Bij doorlatendheden van meer dan 0,5 m/dag kan persluchtinjectie zonder meer goed toegepast worden. Een heterogene bodemopbouw zal een negatieve invloed hebben op de saneringduur en het saneringsresultaat, omdat minder doorlatende lagen slechter/niet doorstroomd worden met lucht.

Met name de heterogeniteit kan ook de invloedssfeer sterk beïnvloeden. Door het uitvoeren van een pilot test in het veld kan hieromtrent meer zekerheid worden verkregen.

De aanwezigheid van organisch stof geeft een hogere retardatie voor organische verbindingen waardoor de saneringsduur en het saneringsresultaat beïnvloed wordt. De verontreinigende stoffen in de capillaire zone worden zeer langzaam verwijderd met alleen bodemluchtonttrekking omdat niet of nauwelijks transport optreedt. Dit proces kan versneld worden door combinatie met luchtinjectie toe te passen.

Tabel Toepassingsgebied bodemluchtextractie vluchtige niet afbreekbare verbindingen

Drijflaagverwijdering

De techniek is in principe niet geschikt voor drijflaagverwijdering, omdat het puur product maar langzaam verwijderd kan worden. Uitzondering vormt een dunne vluchtige drijflaag en/of een zeer vluchtige verontreiniging die met een zeer hoge onderdruk wordt vervluchtigd.

Bronsanering

Een grondsanering en volledige verwijdering van de bron is mogelijk bij zeervluchtig stoffen (bijvoorbeeld monocyclische aromaten). De tijdsduur is bepalend voor het behalen van de terugsaneerwaarde. Vaak is er sprake van een mengsel van vluchtige en niet-vluchtige verbindingen. Aangezien bodemluchtextractie vooral de vluchtige verbindingen verwijdert, kan dit bij een cocktail van verontreinigende stoffen leiden tot het achterblijven van niet-vluchtige componenten in concentraties die nog boven grenswaarden liggen. De vluchtige componenten zijn vanuit blootstellingsrisico’s echter de maatgevende groep verbindingen. Het achterblijven van niet-vluchtige componenten is minder problematisch.

Indicatie saneringsresultaat

Bij zeer vluchtige verontreinigende stoffen kan als gevolg van bodemluchtextractie een verwijderings-snelheid van meer dan 5 à 10 mg/kg per dag worden bereikt.

Het saneringsresultaat en de -duur wordt in sterke mate bepaald door de aard van de verontreiniging (mate van vluchtigheid), de aanvangsconcentratie en het bodemtype: Indien de bodem goed doorlatend en homogeen is (> 3 m/dag) met een laag organische stofgehalte (< 0,3 %), is de Achtergrondwaarde voor een vluchtige verontreiniging in principe haalbaar.

Indien de bodem minder goed doorlatend (< 3 m/dag), heterogeen van samenstelling is of een hoog organische stofgehalte (> 0,3 %) bevat is een verhoogd eindgehalte te verwachten. Daarbij moet eveneens opgemerkt worden dat als gevolg van mengsels van vluchtige en niet-vluchtige verbindingen in de loop der tijd alleen de niet-vluchtige verbindingen in de bodem zullen achterblijven. Aangezien de vluchtige verbindingen echter veelal bepalend zijn voor het blootstellingsrisico, hoeft dit de geschiktheid van de techniek niet nadelig te beïnvloeden.

De verontreinigingen in de capillaire zone zelf worden niet of slechts langzaam verwijderd met alleen bodemluchtonttrekking. Combinatie met luchtinjectie kan dit proces versnellen. Vluchtige drijflagen kunnen ook door middel van bodemluchtextractie gesaneerd worden.

Aandachtspunten voor het ontwerp

De invloedsstraal van een bodemluchtonttrekking is afhankelijk van de diepte ten opzichte van maaiveld, de gelaagdheid en de infrastructuur aan het maaiveld (afgesloten oppervlak of open oppervlak). Als vuistregel wordt, bij een open oppervlak, over het algemeen als invloedsstraal de afstand van het filter tot maaiveld gerekend.

De te realiseren onderdruk is afhankelijk van de bodemopbouw en varieert over het algemeen tussen 50 en 500 mbar.

Het luchtdebiet wordt bepaald door:

• doorlatendheid van de bodem;
• de maximaal acceptabele saneringsduur;
• de capaciteit van de nageschakelde zuivering.

Bij het ontwerpen van een bodemluchtextractie in een gelaagde bodem kan overwogen worden om een 'pilot-test' uit te voeren zodat meer inzicht kan worden verkregen in de effectiviteit van de onttrekking en de verstorende werking van de heterogeniteit in de bodem.

Beluchting kan ook plaatsvinden door lucht in de onverzadigde zone te infiltreren. Voordeel hiervan is dat geen zuivering noodzakelijk is en dat de warmte van de blower in de bodem wordt gebracht. Nadeel is dat mogelijk uitdamping naar het maaiveld kan optreden.

Kosten

De kosten van de uitvoering van een bodemluchtextractie zijn afhankelijk van de mate van verontreiniging en bedragen gemiddeld € 10,= tot € 15,=/m3 inclusief energiekosten en exclusief kosten voor zuivering en grondwateronttrekking.

Omgevingsrandvoorwaarden

In theorie zijn er aan deze techniek geen omgevingsrandvoorwaarden verbonden. Indien bebouwing aanwezig is kunnen de filters met behulp van gestuurde boringen worden aangelegd.

Beperkingen van de toepasbaarheid van de techniek

Niet vluchtige en niet afbreekbare verbindingen kunnen niet verwijderd worden met deze techniek. Niet vluchtige maar wel afbreekbare verbindingen kunnen door middel van bioventing of biorestauratie verwijderd worden.

Bij infiltratie van lucht in plaats van onttrekking moet rekening worden gehouden met de risico's van emissie van lucht naar het maaiveld en eventueel daar aanwezige woningen.

Operationaliteit, trends en ontwikkelingen

Er zijn reeds vele saneringen uitgevoerd en succesvol afgerond met behulp van bodemluchtextractie. Door infiltratie van warme lucht of het electrisch opwarmen van de bodem kan de beschikbaarheid wordt vergroot waardoor sneller de verontreinigingen verwijderd kunnen worden.

Daarnaast wordt in de Verenigde Staten pneumatic fracturing toegepast waarmee scheuren in slecht doorlatende lagen gecreëerd worden, waardoor het verontreinigde bodemmateriaal via de ontstane scheuren beter beschikbaar wordt.