Richtlijn herstel en beheer (water)bodemkwaliteit

Immobilisatie grond, principe van de techniek

1 PRINCIPE VAN DE TECHNIEK(Zie literatuurverwijzing 1,2,3)

Immobilisatie is een technologische ingreep waarbijmee de chemische en/of fysische eigenschappen van een materiaal zodanig worden gewijzigd dat de verspreiding van milieuverontreinigde stoffen – door uitloging, erosie of verstuiving – beduidend vermindert op korte en lange termijn.
Immobilisatie is een behandeling waarbij verontreinigende stoffen in een stabiele kristalstructuur worden vastgelegd, bijvoorbeeld door het ontstaan van onoplosbare producten als gevolg van een chemische reactie, of door het opslaan van een verontreinigende stof in een waterdicht, inert polymeer.
Het immobilisatieproces heeft tot doel de verontreinigende componenten van een afvalstof dusdanig vast te leggen dat ze op korte en lange termijn geen bedreiging meer vormen voor het milieu. Hierdoor wordt de mogelijkheid geschapen om (op zijn best) het immobilisaat nuttig toe te passen als bijvoorbeeld bouwstof of (op zijn minst) het immobilisaat op een veilige wijze te kunnen storten zonder aan de volledige IBC-criteria te moeten voldoen.

Er zijn vier immobilisatietechnieken te onderscheiden:
- technieken gebaseerd op anorganische toevoegingen / bindmiddelen (koude technieken);
- technieken gebaseerd op organische bindmiddelen (koude en warme technieken);
- chemische fixatie;
- thermische technieken (sinteren / smelten).

1.1 Koude immobilisatie op basis van anorganische toevoegingen / bindmiddelen

Bij deze techniek wordt de afvalstroom gemengd met chemische stabilisatiemiddelen en vervolgens wordt meestal cement of een mengsel van kalk en (poederkool-)vliegas toegevoegd. Hierna vindt meestal verdichting en ten slotte uitharding plaats om een vorm-vast immobilisaat te verkrijgen.
De verontreinigende stoffen worden op deze wijze opgesloten in een calciumsilicaatmatrix. Additieven ten behoeve van neutralisatie, oxidatie, reductie, ionenwisseling e.d. kunnen bovendien een extra chemische binding van de verontreinigende stoffen bewerkstelligen. De keuze van additieven hangt af van de te verwerken afvalstof.

1.2 Technieken gebaseerd op organische bindmiddelen

Bij deze techniek worden thermoharders of thermoplasten als bindmiddel gemengd met de afvalstoffen. Hierbij treedt geen chemische interactie op tussen de afvalstof en de matrix, zodat de immobilisatie geheel fysisch van aard is. De matrix is nauwelijks doorlaatbaar voor water zodat de uitloging van verontreinigende stoffen gering is. De uitloging op langere termijn kan echter onzeker zijn door degradatie van de matrix.
Indien de afvalstof wordt geïmmobiliseerd door middel van een thermoharder, dan worden de afvalstof en een organisch monomeer gedispergeerd waarna een uithardingsreactie kan plaatsvinden. Bij insluiting van een afvalstof in bitumen of een andere thermoplast, worden de matrix en de afvalstof gemengd door middel van bijvoorbeeld een dwangmenger (extruder).

1.3 Chemische fixatie
Bij deze techniek worden één of meerdere verontreinigde stoffen in een materiaal door chemische binding vastgelegd zonder dat de fysische eigenschappen van het materiaal een verandering ondergaat. De techniek is dus uitsluitend gebaseerd op chemische vastlegging.

1.4 Thermische technieken

Bij thermische immobilisatie zijn twee varianten te onderscheiden:
- sinteren, waarbij het materiaal tot net onder het smeltpunt wordt verhit;
- smelten, waarbij het materiaal geheel wordt gesmolten.

Bij het sinterproces blijft de kristalstructuur van het materiaal voor een groot gedeelte intact. Het sinterproces geeft daarom vooral een fysische inkapseling van de anorganische, niet vluchtige, verontreinigende stoffen. Daarentegen ontstaan bij smeltprocessen na afkoeling nieuwe silicaat-roosters waarin de niet-vluchtige zware metalen kunnen worden opgenomen. Hierdoor zal de beschikbaarheid voor uitloging van deze verontreinigende stoffen sterk verminderen.