In situ extractie, aandachtspunten voor de uitvoering
De verbeterde uitspoeling door de oppervlakte-actieve stoffen berust op twee principes: het mobiliseren van de pure verontreiniging en het verbeteren van de oplosbaarheid van de verontreiniging. Echter wanneer oppervlakte actieve stoffen worden toegepast in een bodemmatrix moet rekening worden gehouden met de volgende aspecten:
- Vanwege hun eigenschap te binden aan oppervlakken kunnen oppervlakte actieve stoffen ook aan de oppervlakte van bodembestanddelen adsorberen. Deze eigenschap is zwakker naarmate de wateroplosbaarheid van een oppervlakte actieve stof toeneemt. De adsorptie van oppervlake actieve stoffen wordt bepaald door de interactie van de bodemdeeltjes met de kop en staart van de oppervlakte actieve stof. Bodemdeeltjes zijn over het algemeen negatief geladen, kationische oppervlakte-actieve stoffen hechten daarom sterker aan de bodem dan anionische. De adsorptie aan het bodemmateriaal neemt toe in de reeks anionische < nonionogeen < kationische. Bij kalkrijke gronden kan de volgorde veranderen naar nonionogeen < anionische < kationische [Vermeij 1994]. Verder kan adsorptie van oppervlakte actieve stoffen aan humuszuren in de bodem optreden vanwege de sterk gelijkende structuur. Bodems met een organisch stofgehalte van meer dan 1 procent zijn sterk adsorberend. Voor het bereiken van de CMC in een bodemmatrix moet initieel 10 tot 200 maal de hoeveelheid oppervlakte actieve stof worden toegevoegd in vergelijking met een waterige oplossing [Edwards]. Na verloop van tijd treedt evenwel een verzadiging op van de bodemmatrix.
- Anionische oppervlakte-actieve stoffen dispergeren de meeste fijne deeltjes en kunnen hierdoor verstoppingen veroorzaken. Daarnaast vormen ze neerslagen met hard water [Vermeij 1994]. Ionogene oppervlakte actieve stoffen kunnen neerslagen vormen met tegengesteld geladen ionen uit de bodem. Hierdoor neemt de doorlatendheid van de bodem af en moet meer oppervlakte actieve stof worden toegevoegd om de CMC te bereiken [West]. De neiging van oppervlakte actieve stoffen om te adsorberen en neer te slaan, kan worden beïnvloed door een mengsel van oppervalkte actieve stoffen te gebruiken. Uit onderzoek is gebleken dat de combinatie van ionogene en nonionogene oppervlakte actieve stoffen het meest optimaal is voor het verwijderen van olie uit zand.
- Bij concentraties oppervlakte actieve stoffen beneden de CMC kunnen verontreinigingen sterker aan de bodem worden gebonden. Dit effect kan het oplosbaarheidsverhogende effect ten dele te niet doen.
- Het gebruik van surfactanten kan de doorlatendheid van de bodem reduceren. Vorming van calciumneerslagen en verandering van de bodemstructuur zijn hierbij mogelijke mechanismen. Reducties van 50 procent tot meer dan een factor 100 zijn waargenomen. De mate waarin de doorlatendheid wordt verminderd is afhankelijk van het type surfactant, de hoeveelheid surfactant die wordt toegevoerd en het type bodem. Het toevoeren van NaCl samen met de surfactantoplossing vermindert de reductie van de doorlatendheid [Aldred]. Een bijkomend voordeel is dat NaCl de CMC van anionische oppervlakte-actieve stoffen verlaagt, waardoor de werking van de oppervlakte-actieve stof wordt versterkt [Vermeij 1994].
- De oplosbaarheid van ionogene surfactanten is temperatuurafhankelijk. De temperatuur waarbij de oplosbaarheid gelijk is aan de CMC wordt het Krafftpunt genoemd. Wanneer de temperatuur van het grondwater lager is dan het Krafftpunt is toepassing van een surfactant niet zinvol [West].
- Nonionogene surfactanten kunnen oplossen in de pure verontreiniging waardoor hun oppervlakte activiteit verloren gaat [West]. Daartegenover staat dat de geadsorbeerde oppervlakte-actieve stof de viscositeit van het pure produkt kan verlagen waardoor visceuse verontreinigingen, zoals zware stookolie makkelijker kunnen gaan stromen [Vermeij 1994].