Reactieve schermen, uitgangspunten voor het ontwerp, algemeen

Bij het ontwerp van een reactief scherm moet de geohydrologie goed bekend zijn. De grondwaterstroming en de fluctuaties hierin moeten zijn beschreven. Op basis hiervan wordt het stoftransport berekend.
Vervolgens wordt hierin het scherm gemodelleerd met de processen die in het scherm optreden (doorlatendheid van het scherm, verblijftijd in het scherm, reactiesnelheid). Door het scherm beter doorlatend te maken dan de omgeving wordt de kans verkleind dat verontreinigingen om het scherm heen gaan.

Voor het modelleren van de aanvangssituatie en de situatie met een scherm moeten voorts, naast uiteraard de verontreinigingssituatie, de heersende milieuomstandigheden op de locatie in kaart worden gebracht. Hiertoe wordt in eerste instantie een veldkarakterisatie uitgevoerd, waarbij inzicht wordt verkregen in de heersende redoxcondities (bepaling van gehalten van redoxkoppels, bijvoorbeeld sulfaat/sulfide, nitraat/ammonium-N, ferro/ferri, methaan/bicarbonaat), de zuurgraad, het bodemtype, de aanwezigheid van specifieke micro-organismen en eventuele producten van biologische afbraak. Deze informatie leert welke processen nu al in de bodem plaatsvinden en welke limiterende factoren eventueel kunnen worden geïdentificeerd.

In het ontwerp van het scherm moet rekening worden gehouden met natuurlijke componenten die, net als de verontreiniging, de toegepaste reagentia verbruiken. In het grondwater aanwezige organische stoffen kunnen bijvoorbeeld de toepassing van een scherm dat werkt op basis van adsorptie aan actieve kool onmogelijk maken. Daarnaast moet rekening worden gehouden met componenten in het grondwater die de werking van het scherm op termijn weer ongedaan maken. Een belangrijk onderdeel van het ontwerp is de vervanging van de reagentia en de inschatting van de tijdsduur hoelang een dosering meegaat.

Wanneer de procesparameters bekend zijn, kan met behulp van laboratoriumonderzoek (o.a. kolomproeven) de haalbaarheid van verschillende schermen en de mogelijke snelheid van de reacties in het scherm worden onderzocht. Hierdoor kan worden bepaald hoe dik het scherm moet zijn en hoeveel reactief materiaal in het scherm moet worden aangebracht.

Bij het vaststellen van de locatie van de reactieve schermen dient rekening te worden gehouden met boven- en ondergrondse infrastructuur. De infrastructuur kan praktische bezwaren vormen voor de aanleg van een scherm. Voor het aanbrengen van de benodigde stimulerende middelen, bijvoorbeeld zuurstofinjectie of het aanbrengen van dragermateriaal, is een bepaalde werkruimte nodig. Schermen dienen langdurig intact te blijven. Schermen dienen zodanig te worden geplaatst dat ingrijpende aanpassingen aan het scherm, verband houdend met nieuwe of toekomstige bebouwing of infrastructuur niet aan de orde zijn. De plek van het scherm dient te zijn afgestemd met lokale en regionale planologen. Als er onzekerheid bestaat over de juiste wijze van uitvoering en de haalbaarheid van het scherm, dan kan een pilot-proef op de locatie worden uitgevoerd. Een pilot geeft tevens nuttige informatie voor verdere dimensionering. Het ontwerp is gericht op het opheffen van de limiterende factoren (biologisch, chemisch of fysisch) die tijdens het vooronderzoek naar voren zijn gekomen. Limiterende factoren kunnen op twee manieren aangepakt worden:

1. in de aanlegfase van het scherm, bijvoorbeeld wanneer in het vooronderzoek blijkt dat de porositeit niet hoog genoeg is, kan in de aanlegfase een grovere matrix worden aangebracht;

2. in de operationele fase door het injecteren of infiltreren van stoffen die het milieu in het scherm beïnvloeden.