Verbeterde gemonitorde natuurlijke attenuatie (EMNA) is op dezelfde principes gebaseerd als MNA. EMNA gaat uit van de natuurlijke afbraakprocessen die al plaatsvinden in de bodem in combinatie met de toevoeging van een dunne laag van ongeveer 10 tot 30 cm dik proper materiaal boven op of gemengd met het sediment. Dit opgebracht materiaal wordt aangevuld met toeslagstoffen die de afbraak van de verontreiniging stimuleren. Deze methode wordt toegepast wanneer de verontreiniging niet snel genoeg afbreekt door het natuurlijke degradatieproces alleen.
EMNA kan beschouwd worden als een vorm van thin-layer capping, zolang de aangebrachte laag dikker is dan de diepte van de bioturbatiezone.
De extra laag is bedoeld om de hoeveelheid beschikbare verontreinigende stoffen aan de oppervlakte te beperken door dit schone materiaal met de onderliggende verontreinigde waterbodem te mengen (bijvoorbeeld door bioturbatie). Bovendien versnelt deze techniek het natuurlijke fysische begravingsproces. Behalve afdekking met een dunne laag schoon materiaal kunnen injecties met toeslagstoffen zoals geactiveerde koolstof worden toegepast om verbindingen te adsorberen en de biologische beschikbaarheid te beperken.
Het is van essentieel belang om het afdekkingsmateriaal op een zorgvuldige en gecontroleerde manier aan te brengen, zodat de verontreinigde waterbodem zo weinig mogelijk wordt verstoord en dispersie van verontreinigende stoffen tijdens het aanbrengen wordt voorkomen. In tegenstelling tot een technische capping, die bedoeld is om voortdurend stabiel te blijven en om verontreinigende stoffen in de onderliggende waterbodem te isoleren, is het materiaal dat voor EMNA wordt aangebracht, niet bedoeld om verstoringen (zoals bioturbatie of erosie) te weerstaan.
EMNA wordt vaak gecombineerd met actieve saneringstechnieken zoals baggeren en in situ-afdekking. Deze techniek wordt toegepast om op een doeltreffende manier lage niveaus van restverontreiniging te beheren.
Het toepassen van (E)MNA vereist een grondig inzicht in zowel het biogeochemische gedrag van de betreffende stoffen als de specifieke milieuomstandigheden die de chemische en de biologische interacties zullen beïnvloeden. Het gedrag van sporenelementen en metalloïden in het milieu is een complex verhaal en is afhankelijk van een hele reeks onderling verbonden chemische, biologische en ecologische processen. De interactie tussen deze natuurlijke processen die kan bijdragen tot natuurlijke attenuatie, bepaalt de risico’s op lange termijn.
Voor- en nadelen
EMNA is weinig invasief en verstorend voor water- en bentische habitats.
EMNA is weinig complex, snel te implementeren.
Deze techniek is geschikt voor sanering van een verscheidenheid aan verontreinigende stoffen in de opgeloste fase.
Er is geen infrastructuur of ruimte nodig voor uitrusting of materialen.
EMNA heeft meestal de laagste totaalkosten in vergelijking met andere saneringstechnieken.
Deze techniek voorkomt resuspensie van polluenten (behalve bij onverwachte extreme erosie).
De verontreiniging in het sediment blijft aanwezig, vaak voor een langere tijd.
Mogelijk is er een lange periode nodig om blootstelling en risico's tot geschikte niveaus te beperken (bijvoorbeeld bij verontreiniging met een lange chemische of biologische halveringstijd).
De kosten voor de monitoring kunnen na verloop van tijd zwaar doorwegen.
EMNA is niet geschikt voor waterlopen waar gebaggerd wordt om nautische redenen.
Het natuurlijke herstelproces duurt relatief lang en moet van het begin tot het einde gemonitord worden.
Over de doeltreffendheid op lange termijn is nog niet veel bekend.
Case studies
Klik op een case studie voor meer informatie
Twelve-Mile Stream/Lake Hartwell, Pickens County, SC
Omgeving: Zoetwatermeer
Oplossing: MNA voor Twelve-Mile Stream-arm van Lake Hartwell
Techniek beschouwd als succes?: ja
Schaalgrootte: 11,5 km lang gedeelte van de Twelve-Mile Stream en 2,95 km2 van de Twelve-Mile Stream-arm van Lake Hartwell
Verwachte saneringsduur: 12 jaar
Verontreinigende stoffen: PCB’s
Beschrijving van de site
De hoofdbron van de verontreiniging is Sagamo Weston, een bedrijf dat in de periode van 1955 tot 1977 PCB's gebruikte. Naar schatting kwam 3% van de jaarlijkse gemiddelde hoeveelheid PCB's die daar werd gebruikt (ongeveer 181,5 miljoen kg) uiteindelijk in de Town Stream terecht en verspreidde zich van daar via de Twelve-Mile Stream naar Lake Hartwell.
Beschrijving van de verontreinigende stoffen
De PCB-concentraties in de waterbodem over een 11,5 km lang gedeelte van de Twelve-Mile Stream bedroegen aanvankelijk 1-3 ppm aan het oppervlak en waren nog hoger in de diepere lagen. Op sommige plaatsen werden concentraties tot 61 ppm PCB aangetroffen. De getroffen zone in Lake Hartwell is ongeveer 2,95 km² groot. Het totaal volume met PCB's verontreinigde waterbodem wordt geschat op 3,6 miljoen m³.
In de periode van 1991-1992 werden maximale PCB-concentraties van 5-11 ppm in de monsters uit de bovenste lagen van de waterbodem van Lake Hartwell gemeten. De PCB-concentraties in de diepere lagen van de waterbodem bedroegen meestal minder dan 1 ppm.
Saneringsdoelstellingen
Voor de sanering werd op basis van de technische haalbaarheid een streefnorm van 1 ppm PCB voorgesteld. Voor vis werd het saneringsdoel op 2 ppm PCB vastgelegd, ook bepaald op technische haalbaarheid. Volgens de modellen moest dat doel binnen de 12 jaar (tegen 2004) worden bereikt.
Saneringsaanpak
Er werden in het meer waterbodemmonsters verzameld, op basis waarvan het verticale profiel van de PCB's in de sedimentkolom kon worden bepaald. De verzamelde gegevens gaven aan dat hogere PCB-concentraties waren begraven onder sediment met lagere PCB-concentraties.
Sediment Transport Modelling-technieken voorspelden dat de netto accumulatie in de waterbodem in het meer 5 tot 15 cm/jaar zou bedragen. Er werd een model voor de waterkwaliteit ontwikkeld om de evolutie van de PCB's in het systeem in de tijd te bepalen. De resultaten van dat model toonden aan dat de PCB-concentraties in de waterkolom en de waterbodem van Lake Hartwell na verloop van tijd zouden dalen, zelfs als daarbij geen invasieve saneringstechnieken werden toegepast. De primaire mechanismen waarmee de PCB's mettertijd werden verlaagd, bestonden uit transport en begraving.
Monitoring
De jaarlijkse monitoring van de biota en de waterbodem vonden sinds 1994 in de lente van elk jaar plaats. Daarbij werden onder meer op 21 locaties in de Twelve-Mile Stream en Lake Hartwell monsters genomen van het oppervlaktesediment en werden weefsels van vissen en schaaldieren in het meer geanalyseerd.
De gegevens van het sediment sinds 2004 toonden aan dat de PCB-concentraties in het oppervlaktesediment in de Twelve-Mile Stream sinds 1990 voortdurend waren gedaald dankzij de voortdurende fysische processen zoals begraving, menging/dispersie en PCB-dechlorinatie. De PCB-concentraties in de vissen daarentegen daalden niet in die mate.
In 2006 werd beslist om twee van de drie dammen in de Twelve-Mile Stream arm van Lake Hartwell af te breken om het voortdurende natuurlijke transport van schoon sediment te vergroten en zo het begraven van het met PCB's verontreinigd sediment in Lake Hartwell te versnellen. De afbraak van beide dammen werd in 2011 voltooid.