Reactieve schermen, trends en ontwikkelingen
Reactieve schermen en specifiek funnel&gate constructies maken het beheer van de grondwaterkwaliteit in grotere gebieden mogelijk. In plaats van de sanering van talrijke individuele gevallen kan het water van diverse gevallen gezamenlijk worden behandeld. Omdat ingegrepen wordt in het geohydrologisch systeem moeten funnel&gate oplossingen voor de waterkwaliteit worden geïntegreerd in het (stedelijk) grondwaterbeheer.
Funnel & gate is oorspronkelijk bedacht als (na de aanleg) passief werkend systeem met geringe beheerskosten. Als reactie hierop is toch de behoefte aan meer beheersbaarheid, controle en sturing ontstaan. In de V.S. en Canada zijn veel toepassingen bekend. Ook in Duitstalig Europa zijn diverse reactieve schermen geplaatst. Meer beheersing van de grondwaterbeweging wordt verkregen door het toevoegen van grondwateronttrekkingen en/of drainage. Ook zijn er al 'drainage&gate' ontwerpen gesignaleerd (eigenlijk gewoon een grondwateronttrekking met een ondergrondse zuivering). Ook de gate wordt steeds beheersbaarder ontworpen en aangelegd. In de poort worden kamers gebouwd waarin de betreffende zuivering wordt geplaatst; dit leidt tot een betere beheersing van het zuiveringsproces; het reactieve materiaal wordt desgewenst periodiek vervangen. In toenemende mate wordt het gebruik van actieve kool in de gate gesignaleerd (kool is bedrijfszekerder dan aerobe afbraak van een cocktail van organische verontreinigingen bij wisselende pH en redox condities).
In Duitstalig Europa zijn van de projecten SAFIRA (Bitterfeld) en RUBIN de ervaringen en het onderzoek naar reactieve wanden gedocumenteerd. Vanuit de EU loopt het PEREBAR project. PEREBAR is het acronym voor permeable reactive barriers en is de verkorte naam van het project "Long-term Performance of Permeable Reactive Barriers used for the Remediation of Contaminated Groundwater. De algemene doelstelling van het PEREBAR project is de technologie van reactieve schermen verder te ontwikkelen, naar langer werkende, duurzame systemen, voor de sorptie en neerslag van zware metalen en de sorptie en afbraak van organische verbindingen.
IJzerschermen
Er is in vergelijking met andere Europese landen in Nederland nog niet veel ervaring met ijzerschermen. In Amersfoort is een ijzerscherm gerealiseerd (
http://www.ijzerschermen.nl) en in Katwijk is een project in voorbereiding (SKB); het betreft het gebied benedenstrooms van een vatenwasserij. Verwacht wordt dat ijzerschermen in de toekomst meer zullen worden toegepast, vooral nabij bronzones van verontreinigingen met perchlooretheen. De mogelijkheden voor toepassingen van nanodeeltjes in plantaardige olie lijken hier interessant. In de literatuur wordt ook gesproken over de toepassing van deeltjes waarin naast ijzer een edeler metaal aanwezig is. De reactiviteit van het ijzer wordt hierdoor bevorderd. Het is echter de vraag of hieruit een gemakkelijk toepasbare methode zal worden ontwikkeld. In principe kunnen behalve ijzer ook zink en aluminium worden ingezet als reductor van chloorkoolwaterstofffen. Van deze metalen wordt geen verbetering verwacht ten opzichte van ijzer.
Bioschermen
In de loop der jaren zijn drie bioschermproducten gedefinieerd. Deze producten verkeren nog op verschillende toepassingsniveaus. Voor de drie bioschermproducten is de potentie in kaart gebracht:
- Vaste fase scherm (solid phase trench); deze techniek is eigenlijk alleen toepasbaar in een situatie waar zich ondiep VOCl verontreiniging bevindt. In de andere beschreven toepassingsgebieden is deze techniek niet bruikbaar. (het wachten is op een trench met electronacceptor!)
- Zuurstof scherm. Zuurstof kan op verschillende manieren als scherm worden aangebracht (blazen, biosparging fence, ISOC, ORC). Deze techniek heeft zich bewezen bij verontreinigingen met BTEX en minerale olie. In principe is toepassing op verontreinigingen met mobiele teercomponenten en cyaniden mogelijk.
- Anaëroob infiltratiescherm; deze techniek is bewezen goed te werken, niet alleen voor het tegengaan van verspreiding van VOCl, maar ook voor de sanering van het gehele pluimgebied. Het substraat dat de bodem anaëroob maakt verschilt (plantaardige olie, molasse, mierezuur, gasinjectie).
In voorkomende gevallen kunnen de individuele technieken met de andere genoemde technieken (biologische, chemische of fysische schermen worden gecombineerd.
Bioschermproducten die aansluiten op reeds optredende natuurlijke processen vergen slechts geringe aanpassingen in het scherm en hebben daardoor potentie. Op dit moment is nog geen bioscherm geplaatst bij een stortplaats. De verwachting is ook niet dat hieraan een grote behoefte zal ontstaan. In diverse NAVOS-projekten is geconstateerd dat weinig verontreiniging vanuit de stortplaatsen migreert. In de pluim van stortplaatsen vinden NA reacties plaats. In voorkomende gevallen kunnen deze NA-reacties worden versterkt door de injectie van substraat.
HCH/VOCl/chlooraromaten (MCB)
Voor twee locaties in Overijssel is de afbraak van HCH’s en gerelateerde afbraakproducten in bioschermen onderzocht. Waarschijnlijk is een combinatie van natuurlijke anaërobe afbraak van HCH’s met afbraak van gerelateerde afbraakproducten (MCB, benzeen) in een stroomafwaarts gelegen aëroob bioscherm een kansrijke optie. De HCH-problematiek in Nederland omvat ca. 100 locaties; in het ons omringende en verre buitenland is de HCH-problematiek aanzienlijk omvangrijker dan in Nederland. Een HCH-bioscherm is dus ook een belangrijk exportproduct.
Elektro-bioschermen VOCl’s
Deze techniek kan worden gebruikt voor afbraak van VOCl’s en is zeer nieuw en nog niet in de praktijk getoetst. Het principe is dat met stroom en elektroden in-situ elektronendonor (waterstof) en/of elektronenacceptor (zuurstof) wordt geproduceerd. Micro-organismen gebruiken de donor of acceptor voor de afbraak van de contaminanten. In het laboratorium is dit proces bewezen.