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.
Bij fysische in situ-sanering worden chemicaliën of cement (bijvoorbeeld portlandcement), ongebluste kalk en vliegas toegevoegd. Zo wordt het verontreinigde sediment in een verharde massa ingekapseld, waardoor de mobiliteit en de biologische beschikbaarheid van de verontreinigende stoffen wordt beperkt.
Een voorbeeld van deze techniek is Soft Soil Improvement® (SSI®). Bij SSI® worden twee oorspronkelijk afzonderlijke technieken uit de geotechniek gecombineerd: onder hoge druk wordt grout hydraulisch geïnjecteerd én mechanisch gemengd met de ondergrond.
Beide technieken werden aanvankelijk afzonderlijk ontwikkeld met de bedoeling om niet-steekvaste bodems te versterken en te verstijven. Wanneer specifieke bindingsmiddelen aan het geïnjecteerde grout worden toegevoegd, kunnen deze technieken ook worden gebruikt om verontreiniging in sediment te immobiliseren of te stabiliseren. Bovendien kan de injectie van bepaalde bacteriën de biologische afbraak van organische verontreiniging stimuleren.
Deze techniek is geschikt voor zachte bodems en sediment in bijvoorbeeld rivierbeddingen en meren. Zware metalen, PCB en TBT kunnen in een verharde massa worden geïmmobiliseerd. Dit leidt tot minder uitloging, erosie of dispersie van verontreiniging doordat ze niet langer 'rondzweven'. Bovendien verlaagt het toevoegen van ijzer aan het sediment ook de mobiliteit van fosfor, wat de kwaliteit van het oppervlaktewater ten goede komt.
Soft Soil Improvement® is een combinatie van jetgrouten (links) en bodemvermenging (rechts)
Door grote hoeveelheden organisch materiaal, ijzer en sulfaten aan het sediment toe te voegen, worden slecht oplosbare ijzersulfiden gevormd, die met metaalsulfiden neerslaan.
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.
Fysische in situ-sanering veroorzaakt alleen verstoringen in de verontreinigde zone.
Er moet geen verontreinigd sediment worden afgevoerd en er zijn geen behandelings- of bagger- of ruimingsvoorzieningen nodig.
Soft Soil Improvement kan worden toegepast in waterbodems met hogere concentraties verontreinigende stoffen dan andere in situ-technieken.
Doeltreffende en gecontroleerde levering van toeslagstoffen (in dieper water) is niet altijd gemakkelijk te realiseren, vooral bij actieve mengmethoden.
Deze technieken zijn vaak niet geschikt voor de behandeling van NAPL's.
Deze aanpak is niet geschikt voor waterlopen waar hydraulisch gebaggerd wordt.
Actieve mengmethoden veroorzaken verstoringen in het bentische ecosysteem.
Case studies
Klik op een case studie voor meer informatie
Obourg, België - DEC – 2011
Oplossing: Verharding van zacht sediment
Schaalgrootte: 110,000 m3
Verontreinigende stoffen: Koolteer (PAK's, DNAPL's en LNAPL's)
Beschrijving van de site
De Waalse overheidsdienst SPW wilde langs het Canal du Centre, dat bekend is om zijn vier grote scheepsliften (UNESCO werelderfgoed) een nieuwe verwerkingseenheid voor sediment vestigen. Op de site vlakbij Obourg bevonden zich al twee lagunes voor de opslag van sediment, maar deze waren met weinig steekvast sediment gevuld. Het was de bedoeling om het slappe sediment (110.000 m³ in het totaal) te verharden en om het product bij de bouw van basislagen en nieuwe dijken te gebruiken.
Doelstellingen
Het was de bedoeling om het slappe sediment te verharden en het in bouwmateriaal om te vormen met een samendrukkingsmodulus van 11 MPa (of 17 MPa in een oppervlaktelaag). Een extra randvoorwaarde was dat na de behandeling met een bindmiddel, het materiaal wekenlang moest worden gestapeld voor het op zijn uiteindelijke bestemming kon worden verdicht, waardoor de mogelijkheid verviel om cement als additief te gebruiken.
Formulering
De samenstelling van het kleizoutachtige sediment op de site varieerde van 40% droge materie (zeer zacht) tot 65% droge materie (kneedbaar). Het sediment werd niet verhard met een traditioneel bindmiddel op basis van cement, aangezien dit tot een snelle verharding zou leiden. Daarom werd gekozen voor een additief dat het poriewater van het sediment absorbeert, de structuur verbetert en de kleideeltjes vervlokt. Dit kon worden bereikt met papiervliegas, een op metakaoline gebaseerde vliegas dat ontstaat uit de verbranding van afval uit papierfabrieken. In de meeste landen is dit product ruimschoots voorhanden. Op deze site werd een gemiddelde dosering van 20% w/w gebruikt, waardoor ongeveer 35.000 ton papiervliegas werd gebruikt.
Methode
Hoewel het aanvankelijk de bedoeling was om een batch-wise pug-mill mixing plant te gebruiken, werd een minder complexe en goedkopere methode gekozen. Hierbij werd standaardapparatuur voor bekalking van de bodem (dosering en roterend mengen) gebruikt op lagen van 0,5 meter, die vervolgens werden afgeschraapt en met een buldozer opgestapeld.
Tests
De verhardingsbehandeling werd zowel in het laboratorium als op het terrein gevalideerd. Vers behandeld sediment werd bemonsterd en in een proctor mold verdicht, onmiddellijk, na 14 dagen en na 28 dagen door CBR (Californian Bearing Ratio) getest. De resultaten kunnen worden gecorreleerd met veldplaattests, die ook werden uitgevoerd met de bedoeling om na te gaan of de saneringsdoelstellingen werden gerealiseerd.