Reactieve schermen, vuistregels voor toepassing van verschillende typen schermen

Biologische schermen

Bioschermen kunnen worden toegepast voor mobiele, biologisch afbreekbare verontreinigingen in watervoerende lagen. Ervaring met in situ biologische afbraak is opgedaan met VOCl, BTEXN, fenolen, cyaniden of mengsels daarvan. Bioschermen zijn geschikt om de verspreiding van opgeloste biologisch afbreekbare componenten tegen te gaan. Bioschermen zijn alleen succesvol als de af te breken stoffen zijn verdund tot concentraties die niet toxisch zijn voor de afbrekende organismen. Het tegengaan van de verspreiding van zware metalen kan met biologische technieken plaatsvinden als de vorming van sulfide neerslagen door biologische omzetting van sulfaat wordt gestimuleerd.

De bodem rondom het bioscherm dient redelijk doorlatend te zijn, zodat er stroming van de opgeloste verontreiniging naar het bioscherm plaatsvindt. Afhankelijk van de gebruikte techniek kan de heterogeniteit van belang zijn. In het geval van een gegraven scherm is heterogeniteit niet van belang. Bij schermen waar substraat, nutriënten of lucht worden geïnjecteerd is heterogeniteit wel van belang voor de opbouw van het scherm. Een bioscherm kan toegepast worden in zowel het freatisch grondwater als (dieper) in het watervoerend pakket.

Na aanvankelijke afbraak kan verdere afbraak stagneren, bijvoorbeeld door optredende daling van de pH onder invloed van aërobe afbraak van ijzerzouten, nitrificatie of de oxidatie van zwavelverbindingen. Stagnatie kan ook worden veroorzaakt door onvoldoende substraat of electronacceptor. Risico’s voor stagnatie kunnen in de ontwerpfase worden voorzien en worden ingepast worden in het monitoringsprogramma. Aan de hand van uitvoering van de monitoring kunnen gedurende de uitvoering bijstellingen aan het scherm kunnen worden doorgevoerd.

Chemische reactieve schermen

Chemisch reactieve schermen kunnen worden toegepast in watervoerende lagen voor het onschadelijk maken van mobiele verontreinigingen die chemisch kunnen worden omgezet. De omzetting gebeurt met voor de bodem onschadelijke, zeer langdurig werkzame reagentia.

In de praktijk is de toepassing van nulwaardig ijzer bekend voor de verwijdering van chloorkoolwaterstoffen. De chloorkoolwaterstoffen worden gereduceerd tot onschadelijke verbindingen. Daarnaast zijn er chemische schermen ontwikkeld waarin opgeloste zware metalen worden geïmmobiliseerd door de vorming van onoplosbare zouten.

De bodem rondom het chemisch reactief scherm dient redelijk doorlatend te zijn, zodat er stroming van de opgeloste verontreiniging naar het chemisch reactieve scherm plaatsvindt. Afhankelijk van de gebruikte techniek kan de heterogeniteit van belang zijn. In het geval van een gegraven scherm is heterogeniteit niet van belang. Bij schermen waar bijvoorbeeld de reagentia worden geïnjecteerd is de heterogeniteit wel van belang.

Chemische schermen kunnen worden toegepast in zowel het freatisch grondwater als in het watervoerend pakket.

IJzerschermen

In bodems met hoge gehalten verontreinigingen, zones met puur product kan metallisch ijzer zorgen voor snelle chemische verwijdering van chloorkoolwaterstoffen. Bacteriën hoeven dus niet aanwezig te zijn.

Een ijzerscherm kan hoge gehalten in grondwater nabij de bronlocatie aanpakken. Overigens is niet van alle chloorkoolwaterstoffen aangetoond dat zij door metallisch ijzer kunnen worden gereduceerd (zie tabel 1). Behalve voor chloorkoolwaterstoffen kunnen ijzerschermen worden ingezet bij het tegengaan van verspreiding van andere verontreinigende stoffen, zoals bijvoorbeeld chroom (VI).

Tabel 1 Afbreekbaarheid van componenten met nulwaardig ijzer

Adsorptieschermen

Er zijn verschillende manieren waarop verontreiniging langs fysische weg uit het grondwater kan worden verwijderd. Er zijn elektrische technieken , of het grondwater kan worden gestript, eventueel geholpen door verwarming. Van de fysische technieken toegepast in schermen wordt hier alleen het adsorptie scherm kort besproken. Adsorptie schermen kunnen worden toegepast voor mobiele verontreinigingen die goed adsorberen aan adsorptiemiddelen (die in de bodem bij voorkeur onschadelijk zijn), die een grote adsorptiecapaciteit hebben en daardoor langdurig werkzaam zijn. Adsorptieschermen worden vooral toegepast voor de verwijdering van opgeloste organische verontreinigingen, maar ook voor metalen uit watervoerende pakketten.

Actieve kool is een adsorptiemiddel dat een breed spectrum aan verontreinigingen uit water kan verwijderen. Het wordt in schermen toegepast o.a. voor de verwijdering van teercomponenten rond gasfabrieksterreinen. In de VS wordt de toepassing van actieve kool genoemd voor het verwijderen van bijvoorbeeld MTBE. Door de sterke adsorptie van MTBE aan actieve kool wordt verdere verspreiding voorkomen.

De bodem rondom het toepassingsgebied van het adsorptie scherm dient redelijk doorlatend te zijn, zodat er stroming van de opgeloste verontreiniging richting het adsorptiescherm plaatsvindt. Als de kool verzadigd is met verontreiniging en van nature aanwezige organische stoffen in het grondwater dient de kool te worden vervangen.