Gemonitorde natuurlijke attenuatie (MNA) is een passieve saneringstechniek die gebruik maakt van natuurlijke processen om het milieu te beschermen tegen blootstelling aan verontreinigende stoffen. Deze techniek wordt vooral toegepast om de biologische beschikbaarheid of toxiciteit van verontreinigende stoffen in het sediment te reduceren.
De verontreinigde waterbodem wordt gemonitord op voortdurende natuurlijke fysische, chemische en biologische processen die de verontreinigende stoffen afbreken, immobiliseren, isoleren of verwijderen tot ze niet langer een risico vormen. Natuurlijke processen die bijdragen tot MNA, zijn onder meer het begraven van sediment, isolatie of afbraak van verontreinigende stoffen (bijvoorbeeld door neerslag of adsorptie).
Het is belangrijk om over inzicht in en controle over de bron(nen) van verontreiniging, de (bio)geochemische en fysische omstandigheden en de (voorspelde) interactie met het milieu te beschikken. MNA wordt vaak overwogen waar de waterbodem voldoende stabiliteit heeft en de verontreiniging niet onderhevig is aan erosie, dispersie of verdunning.
Deze techniek verschilt van de 'No Action'-aanpak, omdat bij MNA de (bron(nen) van) verontreiniging worden gemonitord. De evolutie van de verontreinigingssituatie wordt gemodelleerd en op lange termijn gemonitord om na te gaan of MNA de gewenste resultaten oplevert.
De monitoring bestaat uit het periodiek verzamelen en analyseren van waterbodemmonsters met de bedoeling te controleren of de humaantoxicologische en de ecologische risico's binnen een vooraf vastgelegde termijn tot verwachte niveaus worden verlaagd. Vaak gaat MNA gepaard met gebruiksadviezen en gebruiksbeperkingen (bijvoorbeeld over consumptie van vis, verbod op vissen, beperking van het gebruik van de waterloop).
Voor- en nadelen
MNA is weinig invasief en verstorend voor water- en bentische habitats.
MNA is weinig complex en snel te implementeren.
Deze techniek is geschikt voor sanering van een verscheidenheid aan polluenten in de opgeloste fase.
Er is geen infrastructuur of ruimte nodig voor uitrusting of materialen.
MNA heeft vaak de laagste totaalkosten in vergelijking met andere saneringstechnieken.
Deze techniek voorkomt resuspensie van polluenten (behalve bij onverwachte extreme erosie).
De verontreinigende stoffen blijven in het sediment aanwezig, vaak voor langere tijd.
Mogelijk is er een lange periode nodig om blootstelling en risico's tot een geschikt niveau te beperken (bijvoorbeeld polluenten met een lange chemische of biologische halveringstijd).
Er zijn geen hogere risico's en grotere blootstelling door verstoringen (bij extreme erosie, opwelling van sediment, bioturbatie).
De kosten van de monitoring kunnen na verloop van tijd zwaar doorwegen.
MNA 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.