In situ-sanering van het sediment is de sanering door toepassing of menging van toeslagstoffen in of op het verontreinigd sediment. Op deze manier wordt de verontreiniging gesaneerd of wordt het (natuurlijke) saneringsproces versneld.
Men mengt de toeslagstoffen op een passieve manier (door natuurlijke biologische processen zoals bioturbatie) of actief door mechanische middelen (bijvoorbeeld boren, injectiesystemen).
Biologische, chemische en fysische behandelingsvormen kunnen met elkaar worden gecombineerd. Deze technieken kunnen ook worden gecombineerd met andere saneringstechnieken zoals baggeren, capping en (E)MNA. Zo kan bijvoorbeeld in situ-sanering onder een cap of in combinatie met (E)MNA het herstel van het ecosysteem versnellen.
In situ-sanering is bijvoorbeeld aangewezen in zones met hoge concentraties van verontreinigende stoffen, waar (E)MNA de saneringsdoelstellingen niet binnen een aanvaardbare termijn kan halen of waar het risico onmiddellijk moet worden beperkt. In situ-sanering wordt ook gebruikt om restverontreiniging aan te pakken.
Het is een doeltreffende en duurzame saneringstechniek die weinig impact heeft op de omgeving. De doelstellingen van een in situ-sanering zijn vuilvrachtreductie en de vermindering van de toxiciteit of biologische beschikbaarheid van de verontreiniging in het actieve sediment.
In situ biologische sanering is gebaseerd op de in situ-stimulatie van bacteriepopulaties door de toevoeging van zuurstof- en voedingstofrijke mineralen (die bijvoorbeeld calciumnitraat, fosfaat en ijzerchloride bevatten) en ozon. Deze stoffen zijn meestal al aanwezig in de waterbodem, zij het in lagere concentraties. Ook extra bacteriepopulaties kunnen worden toegevoegd.
De toevoeging van deze stimulerende middelen (hulpstoffen of extra populaties) stimuleert de groei van endemische micro-organismen, waardoor het proces van natuurlijke mineralisatie en de ontbinding van organische verontreiniging zoals minerale oliën en PAK's zal versnellen. Dit proces duurt meestal 3 tot 10 maanden.
Inhibitie is een vorm van biologische sanering waarbij de omzetting van verontreiniging in meer toxische vormen voorkomen wordt door toevoeging van inhibitoren. Het vrijkomen van methylkwik bijvoorbeeld kan worden voorkomen door nitraat toe te voegen.
Tijdens de feitelijke uitvoering van een in situ biologische sanering wordt een continue monitoring en bijsturing voorzien. De monitoring bestaat uit het meten van de afbraak van de verontreiniging. Bijkomende resultaten van de sanering zijn vuilvrachtreductie, een betere transparantie van de waterkolom, een verminderde eutrofiëring ten gevolge van het betere zuurstofbeheer, minder geurhinder en het herstel van natuurlijke ecosystemen.
Afhankelijk van het type verontreiniging kiest men voor afbraak onder aerobe of anaerobe omstandigheden. Als men de keuze heeft, gaat de voorkeur vaak uit naar aerobe afbraak omdat dit meestal sneller resultaten oplevert en omdat daarbij geurloze stikstof en koolstofdioxide vrijkomen. Bij anaerobe afbraak worden methaan en H2S gevormd.
Voor- en nadelen
In situ sanering is minder duur dan sommige andere technologieën.
Deze techniek kan de noodzaak om verontreinigende stoffen te verwijderen, overbodig maken.
In situ sanering kan worden gebruikt om een grote verscheidenheid aan verontreiniging te saneren.
Deze technieken kunnen de noodzaak voor monitoring op lange termijn, onderhoud en herstellingen beperken of zelfs elimineren
Biologische in situ sanering veroorzaakt minimale verstoring van het milieu (zeker als ze op een passieve manier wordt toegepast).
Deze techniek veroorzaakt minder resuspensie van verontreinigd sediment dan baggeren.
In de juiste omstandigheden kan deze techniek aanzienlijke vuilvrachtreductie teweegbrengen (tot 50 % bij sediment met een zeer lage densiteit en een hoog organisch stofgehalte).
Het energieverbruik is minimaal en er wordt geen water verbruikt.
Doeltreffende en gecontroleerde levering van toeslagstoffen (in dieper water), vooral bij gebruik van actieve mengmethoden is niet altijd evident.
In situ technieken zijn meestal niet geschikt voor de behandeling van NAPL's.
Deze aanpak is niet geschikt voor waterlopen die hydraulisch gebaggerd worden.
Actieve mengmethoden veroorzaken verstoringen in het bentische ecosysteem.
De optimale omstandigheden voor de toepassing van biologische sanering zijn vrij specifiek. Zo is de techniek alleen bruikbaar in fijn sediment dat rijk is aan organisch materiaal en dat verontreinigd is met biologisch afbreekbare stoffen zoals minerale olie en (eenvoudige) polyaromatische koolwaterstoffen.
De methode is niet geschikt voor niet afbreekbare zware metalen, maar deze kunnen wel als sulfiden neerslaan ten gevolge van biologische processen.
De omgevingstemperatuur moet tussen 6 en 30° C liggen en er moeten voldoende voedingsstoffen en meestal ook zuurstof aanwezig zijn voor de groei van bacteriën.
Er morgen geen stoffen aanwezig zijn die toxisch zijn voor bacteriën.
Omdat het niet mogelijk is om optimale omstandigheden voor biologische afbraak te garanderen en te controleren, is in situ-behandeling veel minder efficiënt en neemt meer tijd in beslag dan ex situ-behandelingsopties.
De vorming van tussentijdse nevenproducten kan negatieve effecten met zich meebrengen, omdat het soms moeilijk is om een volledige afbraak te realiseren.
Case studies
Klik op een case studie voor meer informatie
Limnofix In-situ Sediment Treatment (LIST)
Limnofix In-situ Sediment Treatment (LIST) is een behandeltechniek die door het 'National Water Research Institute of Environment Canada' werd ontwikkeld.
LIST maakt gebruik van speciaal ontworpen apparatuur om chemicaliën rechtstreeks in de verontreinigde waterbodem te injecteren met de bedoeling om de bacteriële activiteit te bevorderen en daardoor de verontreiniging af te breken. Eenvoudige organische verontreinigende stoffen inclusief PAK's, BTEX's en petroleumkoolwaterstoffen worden zo biologisch afgebroken. De verwijderingsefficiëntie van zwaar verontreinigd sediment met PAK's en petroleumkoolwaterstoffen op grote schaal is echter niet bekend.
LIST werd intussen al gebruikt in waterdiepten van 2 tot 23 meter, waar resultaten werden behaald van 4.000 m²/dag. De kosten variëren met de grootte van de te behandelen oppervlakte en de saneringsdoelstelling en variëren van EUR 30/m² tot 70/m².