Principe
- inbrengen van nulwaardig ijzer, of een ander granulair of poedervormig nulwaardig metaal/legering waarmee de pollutie chemisch wordt gereduceerd of geprecipiteerd
- inbrengen van chemische reagens, anders dan nulwaardig metaal, waarmee de pollutie chemisch wordt gereduceerd of geprecipiteerd
- aanbrengen van nulwaardig ijzer, of een ander granulair nulwaardigmetaal/legering, eventueel gemengd met filterzand, als een reactieve zone/wand, waarin de pollutie chemisch wordt gereduceerd of geprecipiteerd (pluimbeheersing)
Technieken:
- Injecteren op verticale filters
- Injecteren op horizontale filters
- Injecteren op /aanbrengen in sleuf
- Injecteren met direct push
- Inwerken in ontgravingsvak
- Infiltreren op open gracht
Schema In situ chemische reductie in een permeabele reactieve wand.
In-situ chemische reductie is een techniek gericht op ofwel:
(1) de in-situ destructie van polluenten door injectie van een chemisch reductiemiddel in de bodem, meestal de waterverzadigde zone. Voorbeelden van mogelijke reductiemiddelen zijn dithioniet, nul-waardige metaalpoeders (in slurry) zoals ijzer en zink.
(2) idem als (1), echter in een permeabele reactieve wand (PRB) configuratie, bedoeld om grondwaterpluimen te beheersen. In dit geval wordt meestal granulair nul-waardig ijzer toegepast, al dan niet gemengd met filterzand.
Toepassingsgebied en toepassingsvoorwaarden
In-situ chemische reductie is geschikt voor de behandeling van grond en grondwaterpluimen verontreinigd met zware metalen, vluchtige organische verbindingen, alcoholen en polaire verbindingen. Hierbij is niet of minder geschikt voor mono- en dichloorbenzeen, dichloormethaan en zink.
De techniek is met name geschikt voor goed tot matig doorlatende bodems
Een PRB kan als continue wand worden aangebracht, maar ook in Funnel & Gate configuratie: hierbij is een groot deel van de wand ondoorlatend (de funnel) en slechts op één of enkele plaatsen reactieve doorlaatbare zones voorzien (de gates).
De werking en benodigde hoeveelheden (of wanddikte) dienen te worden bepaald op basis van laboratoriumtesten en berekeningen (evt. grondwatermodellering).
Verdere belangrijke ontwerpfactoren/randvoorwaarden zijn:
- Totale vuilvracht;
- In-situ chemische reductie kan vaak gecombineerd worden met in-situ reductieve bioremediatie (injectie van een organisch substraat);
- Nul-waardig ijzer, in contact met water, oxideert waarbij ijzeroxides worden gevormd. Tevens ontstaan andere precipitaten (sulfide, carbonaten, …) en waterstofgas, welke op termijn kunnen leiden tot een sterke afname van de doorlaatbaarheid van de wand;
- Een PRB is een beheersingstechniek, d.w.z. dat de gewenste levenduur vaak lang is; momenteel bestaat nog onzekerheid over de werkzekerheid van PRB’s op langere termijn;
- Nulwaardige metalen in contact met water leiden tot een sterke verhoging van de pH;
- Chemische reductiemiddelen zoals dithioniet zijn zelf potentieel schadelijk voor mens en milieu (overdosering moet worden vermeden).
Voor meer technische informatie over in-situ chemische reductie in PRB’s kan worden verwezen naar de Code van Goede Praktijk
Kosten
De kosten van een vooronderzoek op laboratoriumschaal om de haalbaarheid van deze techniek te bepalen liggen in de orde van grootte van 5000 euro voor eenvoudigere batchtesten tot 40.000 euro voor meer complexe kolomtesten. Piloottesten (injectie chemische reductiemiddelen) kosten ca. 20-40 K€.
De installatiekosten voor een PRB hangen sterk af van de vereiste lengte, diepte en dikte, en van eventuele infrastrucurele randvoorwaarden (nabije bebouwing, e.d.). Een richtwaarde voor een continue wand is 200 – 400 euro per m².
Milieubelasting en te nemen maatregelen
Bij correcte dimensionering (volledig verbruik van de toegepaste oxidantia in de verontreinigde bodemzone) is er nauwelijks sprake van enige milieubelasting. Nulwaardig ijzer wordt omgezet in ijzeroxides die ook van nature voorkomen in bodems. De verhoogde pH daalt doorgaans tot normale waarden meer stroomafwaarts, door het natuurlijk pH-bufferend vermogen van bodems.
In PRB's met nul-waardige metalen kan het nodig zijn de geproduceerde waterstof gecontroleerd af te voeren. Indien dit kan accumuleren in aanwezigheid van zuurstof, kan explosiegevaar ontstaan.
Bron
Goovaerts L., et al., 'BBT-studie voor bodemsaneringsprojecten en grondreinigingscentra', VITO, juni 2007