Van alle beschikbare waterbodemsaneringstechnieken bestaan op verwijdering gebaseerde technieken het langst. Zij zijn dan ook de best bekende technieken. De eerste op verwijdering gebaseerde projecten die om ecologische redenen (en niet vanwege onderhoudsbaggerwerkzaamheden) werden voltooid, werden tientallen jaren geleden al in de VS uitgevoerd.
Baggeren is het verwijderen van bodem of ander bodemmateriaal uit een meestal relatief ondiep waterlichaam.
Na baggeren moet het materiaal worden getransporteerd en op een andere locatie worden behandeld of geborgen.
Mechanisch baggeren
Graaflaadcombinaties en emmerbaggermolens
Afgravingen langs oevers worden meestal uitgevoerd met graaflaadcombinaties (backhoes of BHD's) of andere types graafmachines op wielen of rupsbanden. Graaflaadcombinaties kunnen ook voor baggerwerken worden gebruikt wanneer ze op de achterkant van een stationair ponton in ondiep water worden bevestigd (afbeelding).
Moderne krachtige graafmachines worden niet langer enkel mechanisch aangedreven, maar combineren het vermogen van de motor met drie (of meer) hydraulische pompen.
Emmerbaggermolens (Bucket Ladder Dredgers of BLD's) zijn ouderwetse baggerschepen die materiaal opscheppen met meerdere emmers die aan een ronddraaiende ketting zijn bevestigd (Afbeelding). Ze worden nog steeds gebruikt voor baggerwerken waarbij zeer nauwkeurig moet worden gewerkt of wanneer om milieuredenen de verstoring van de waterbodem zoveel mogelijk moet worden beperkt.
Graaflaadcombinatie op ponton (BHD) links en emmerbaggermolen (BLD) rechts (afbeeldingen van Ghent Dredging en DEME)
Hydraulisch baggeren
Zowel sleephopperzuigers (trailing suction hopper dredgers of TSHD's) als snijkopzuigers (cutter suction dredgers of CSD's) maken gebruik van hydraulische pompen om het materiaal los te maken en te verwijderen. Beide types worden meestal gebruikt voor infrastructuurbaggerwerken en zelden voor ecologische baggerwerken.
Sleephopperzuiger (TSHD)
Een TSHD is voorzien van een brede aanzuigpijp die langs de bedding van een waterlichaam wordt gesleept om materiaal tijdens het varen via zijn sleepkop te verzamelen (afbeelding, links). Sommige sleepkoppen zijn uitgerust met watersproeiers en tanden, die in de bodem snijden voordat hij wordt opgezogen. Het verzamelde materiaal is een mengsel van vaste stoffen en water - de zogenaamde slurry (dunne specie) - dat in een splijtbak wordt verzameld. Daar kan het materiaal bezinken en wordt het water met behulp van een overloopsysteem verwijderd. TSHD's kunnen ongeconsolideerd materiaal, zoals zachte klei, zout, zand en grind baggeren. Zodra de splijtbak vol is, zet het vaartuig koers naar een locatie waar het materiaal kan worden gestort. Dat storten kan op drie verschillende manieren gebeuren: rechtstreeks door de deuren onderaan de splijtbak, via ondergedompelde of drijvende pijpleidingen of door de slurry in de lucht te sproeien. Dit laatste proces (het zogenaamde 'rainbowing') wordt meestal niet toegepast in het kader van saneringsprojecten.
Snijkopzuiger (CDS)
Sterke CDS's kunnen bijna alle soorten bodem en zelfs (verweerd) vast gesteente baggeren. Dit type zuiger wordt gebruikt wanneer het materiaal dat moet worden gebaggerd, te sterk is of te cohesief is voor een TSHD. De tanden van een snijkopzuiger zijn op een ronddraaiende snijkop gemonteerd, die de harde bodem of het rotsgesteente in kleinere stukken snijdt. Die stukken worden dan via een aanzuigpijp op een mobiele arm opgezogen (Afbeelding 4.3, rechts). Het materiaal wordt via pijpleidingen aan land gebracht of naar een splijtbak vervoerd.
Hard materiaal veroorzaakt heel wat slijtage aan de tanden en de pijpleidingen van de snijkopzuiger, waardoor de tanden vaak tijdens het baggeren moeten worden vervangen. Een CSD is een stationair baggervaartuig, dat soms over een eigen aandrijfsysteem beschikt. Het gebruikt zijn ankers om zijn arm en zijn spudpalen te manoeuvreren om zo tijdens het baggeren vooruit te komen.
Schematische tekening van een TSHD met een sleepkop, links [DEME] en een CSD met spudpalen en een uitgevoerde arm met een zuigpijp en snijkop rechts [Hi-Sea dredge]
Voor- en nadelen
De verontreiniging wordt verwijderd.
Een grote verscheidenheid van soorten polluenten en concentraties, meerdere polluenten en niet-waterfase vloeistoffen (NAPL's) kunnen worden gesaneerd.
De blootstelling aan verontreinigende stoffen en bijhorende risico's kunnen op korte termijn worden beperkt.
Doeltreffend, ook op lange termijn.
Na verwijdering van de verontreiniging kan de waterloop zijn oorspronkelijke functie weer vervullen.
Het verwijderde materiaal kan in veel gevallen nuttig hergebruikt worden.
Op korte tijd kunnen relatief grote gebieden met (zwaar) verontreinigd sediment gesaneerd worden.
Milieubaggerwerken kunnen soms worden gecombineerd met onderhoudsbaggerwerken waardoor de totale kosten kunnen worden gedrukt.
Geschikte stortmogelijkheden in de nabijheid zijn misschien beperkt.
Er blijft altijd wat restverontreiniging over.
Verwijdering is relatief verstorend voor de bentische en de waterhabitats in vergelijking met in situ-technieken.
In de meeste gevallen duurder dan andere saneringstechnieken.
Waterafleiding of stroomsnelheden moeten laag zijn of moeten zo laag mogelijk worden gehouden om resuspensie en vervoer van verontreinigd sediment tijdens de baggerwerken zoveel mogelijk te beperken.
Het sediment mag slechts relatief beperkte hoeveelheden brokstukken (bijvoorbeeld boomstammen, rotsblokken, schroot) bevatten of die brokstukken moeten vooraf worden verwijderd.
Er moet rekening worden gehouden met een variërend waterpeil ten gevolge van de getijden, wat vertragingen met zich kan meebrengen.
Er moet rekening worden gehouden met seizoensgebonden beperkingen door de fauna en flora (bijvoorbeeld broedperiode).
Baggeren zorgt voor een aanzienlijke verstoring van de waterkolom, wat schadelijk kan zijn voor gevoelige ecosystemen.
Deze techniek kan een resuspensie van het het sediment veroorzaken, gebonden polluenten losmaken en de omgeving blootstellen aan restverontreiniging die onder het verwijderde materiaal aanwezig was.
Wanneer de verontreinigingsniveaus te hoog zijn, is het mogelijk dat baggeren niet haalbaar is.
Case studies
Klik op een case studie voor meer informatie
Lobroekdok, België
Oplossing: Afgraving (mechanisch baggeren) en ex situ-behandeling bij AMORAS
Schaalgrootte: 94.100 m2 en ongeveer 200.000 m3 verontreinigd sediment
Verontreinigende stoffen: Zware metalen, PAK's, minerale oliën en organisch materiaal
Beschrijving van de site
Bevaarbaar dok (Lobroekdok) in de haven van Antwerpen dat met het Albertkanaal verbonden is.
Beschrijving van de verontreinigende stoffen
In de loop der jaren heeft zich zwaar verontreinigd sediment geaccumuleerd in het Lobroekdok. Het sediment bevat zware metalen, PAK's, minerale olie en organisch materiaal. Op de bodem van het dok werden ook puin en meerdere auto- en scheepswrakken aangetroffen.
Saneringsdoelstelling
Het volledige dok moet worden gebaggerd tot aan de bestaande kleilaag op de bodem van het dok, zodat de verontreiniging zich niet verder kan verspreiden. Ook moet al het vreemde materiaal worden verwijderd.
Het baggermateriaal moet vervolgens per schip worden afgevoerd, aangezien de drukke wegen in zone Antwerpen niet nog meer kunnen worden belast. Het materiaal zal naar de behandelingsinstallatie van AMORAS in de haven van Antwerpen worden afgevoerd.
Saneringsaanpak
In mei 2017 werd met de saneringswerken gestart. Witteveen+Bos was in opdracht van BAM verantwoordelijk voor het beheer van de werken. De sanering wordt uitgevoerd in ongeveer 7 baggercampagnes van telkens 2 weken. Tussen 2 baggercampagnes in heeft AMORAS ongeveer 10 weken nodig om het materiaal te verwerken. Een uniek aspect van dit project is het feit dat de behandelingsinstallatie van AMORAS voor de eerste keer zwaar verontreinigd sediment verwerkt. De installatie moest hiervoor speciaal worden aangepast.
Winterbeek, België
Beschrijving van de site
De Winterbeek is een onbevaarbare waterloop en ligt grotendeels in een natuurreservaat of in landbouwgebied.
Beschrijving van de verontreinigende stoffen
De projectzone werd historisch verontreinigd met zware metalen en chloride in de ondergrond, zware metalen in het sediment en chloriden in het grondwater op het niveau van de waterloop, de oevers en het valleigebied van de Winterbeek. Daarnaast werden verhoogde radiumconcentraties (ioniserende straling) gemeten in de bodem en in het sediment.
De verontreinigingen zijn resten van het proceswater van een chemische installatie.
Saneringsdoelstelling
De volledige beek en het valleigebied moeten over een afstand van 17 km worden gesaneerd. De werken die daarvoor moeten worden uitgevoerd, worden voor een periode van 4 jaar tijd in 4 verschillende fasen of werkgebieden ingedeeld in de stromingsrichting, zodat herverontreiniging van eerder gesaneerde zones voorkomen wordt.
Saneringsaanpak
Het eerste verontreinigde gedeelte van de Winterbeek werd door DEC gereinigd met behulp van een hydraulische graafmachine met een DOP dompelpomp. Zowel het sediment en het vaste deel van de waterbodems als de oevers van de waterloop werden verwijderd.
Het opgepompte materiaal werd vervolgens door pijpleidingen over een afstand van meer dan 1 km naar een van de vier aangelegde laguneringsvelden gepompt, waar het materiaal kon bezinken. Zo kon de impact van de werken op het fragiele ecosysteem van de vallei zoveel mogelijk worden beperkt.
Op verschillende plaatsten langs de beek werden sedimentvangen of plaatselijk verbrede delen voorzien, waar overtollig en mogelijk verontreinigd materiaal kan worden verzameld en uit het systeem worden verwijderd.
Sanering van de Hollandsche IJssel, Nederland
Oplossing: Mechanisch baggeren en afgraven
Verwachte saneringsduur: 209-2011
Verontreinigende stoffen: zware metalen
Beschrijving van de site
De Hollandsche IJssel is een getijdenrivier in de omgeving van Rotterdam.
Beschrijving van de verontreinigende stoffen
De taluds, de oevers en het sediment waren in de loop der tijd zwaar verontreinigd geraakt met zware metalen.
Saneringsdoelstellingen en aanpak
Witteveen+Bos stelde een ontwerp op voor de herontwikkeling van de rivier. Het ontwerp omvatte de aanleg van natuurlijke oevers die de ecologische milieustatus van de rivier moeten herstellen en de bevaarbaarheid ervan verzekeren. Ongeveer 500.000 m³ verontreinigd sediment moest door baggerwerken worden verwijderd.
