Te onderzoeken volume grond. Terrein 1 hectare = 100 x 100 = m 2 Onderzoek volgens NEN 5740 tot 0,5 m mv = x 0,5 = 5.

Transcriptie

1

2 Te onderzoeken volume grond Terrein 1 hectare = 100 x 100 = m 2 Onderzoek volgens NEN 5740 tot 0,5 m mv = x 0,5 = m 3 1 / 1

3 Opgeboorde grond 14 boringen tot 0,5 m mv met ø 0,1 m = 14 x 0,5 x π x 0,05 2 = 0,05 m 3 1 /

4 Sessie 5.3 voorzitter Arthur de Groof (SIKB) Nieuwe toepassingen bestaande technieken Sytze Keuning (Bioclear) Robert-Jan Stuut (MWH) en Nanne Hoekstra (Deltares) Jochem Bloemendaal en Jasper Schmeits (Tauw) Frank Volkering (Tauw) Johan Valstar (Deltares) Discussie

5 Sytze Keuning

6 Sytze Keuning Subtitel Bodem breed Symposium Rotterdam 24 november 2015

7 Biologische bodemsanering (TCE concept)

8

9 Bron: IEA Roadmap: chemicals from 2nd generation feedstock

10 Hype cycle of emerging technology (Gartner)

11 Dank voor uw aandacht Subtitel Sytze Keuning

12 Robert-Jan Stuut en Nanne Hoekstra

13 Isotopen analyse onthult veroozaker verontreiniging Casus Onderzoeksvraag Conceptueel model en onderzoeksopzet Isotopen analyse Resultaten

14 Casus Tankstation 1990 : Orienterend onderzoek Min olie > I VOCl >>I ( pb 63: µg/l) 1995 : NO VOCl Tankstation is niet de bron Conc max pb 63: µg/l Vraag : bron en omvang

15 Casus : historisch onderzoek Voormalige chemische wasserij, lopende sanering. Aansluiting wasserij op riolering 2013 : Onverwacht hoge gehalte bij aanvullend onderzoek minerale olie: gesaneerd Tankstation, PER-verontreiniging

16 Casus : Conceptueel model Voormalige wasserij Maaiveld NAP +26, m Tankstation onderkant riool NAP +24,3 m Gemideldde Voorjaars Grondwaterstand NAP +23,3? 0? 0 STORTGAT? 0 filter Interventiewaarde contour VOCl? 0?? Interventiewaarde contour VOCl?? Maaiveld NAP +25,5 m onderkant riolering NAP +23,08 Gemideldde Voorjaars Grondwaterstand NAP +22,7 0 secundaire bron??? peilbuis met VOCl > I Lopende sanering grondwater (tot 15 m- mv?, rest verontreiniging in grond?? 0? ? Losse I-contour VOCl verontreiniging of aaneengesloten?? Matig fijn tot grof zand, gestuwd materiaal plaatselijk klei/leem 1e slecht doorlatende laagg 130 m-mv

17 Onderzoeksaanpak Peilbuis Filter (m-mv) Actualisatie (fase 1) Isotopenonderzoek (fase 2) en

18 Isotopen analyse Voor omzetting Biologische afbraak; - lichte isotoop sneller Vervluchtiging; - lichte isotoop iets sneller Na omzetting Verdunning, adsorptie & transport; -geen effect

19 δ 13 C - PCE ( ) Modellering op basis van meetresultaten 105 Peilbuis Diepte (m) Datum PER TRI CIS VC ,9-21,7-16,3-30, n.m. n.m. n.m. n.m n.m. n.m. n.m. n.m ,4-26,0-20,3 n.m ,4 0,2-7,8-8, ,2-26,7-28,8 n.m ,1-25,1-22,8-33, ,3-19,5-27,9-31, n.m. n.m. -13,0 n.m ,1 n.m. n.m. n.m ,9 n.m. n.m. n.m n.m. n.m. n.m. n.m n.m. n.m. n.m. n.m Model µg/l, 40 µmol/l Model µg/l, 80 µmol/l Model µg/, 40 µmol/l Model µg/, 80 µmol/l Gemeten waarden PCE "Beste fit" µg/l, 60 µmol/l Concentratie PCE (µg/l)

20 Conclusie :

21 Jochem Bloemendaal en Jasper Schmeits

22 Is meten alles weten? Slim meten is meer weten! BodemBreed 24 november 2015 LantarenVenster, Rotterdam Nieuwe toepassingen bestaande technieken Jochem Bloemendaal BU Meten, inspectie en advies linkedin.com/in/jochembloemendaal

23 Onderzoek naar beïnvloeding waterkwaliteit Nautische aspecten Kwaliteitsaspecten Mate van verontreiniging

24 Uitzoomen naar systeem

25 Uitzoomen naar gebied

26 Inzet non destructieve meetmethoden Radiometrisch onderzoek XRF: bepaling gehalten zware metalen XRF *nieuw*: bepaling gehalte fosfaat Gammaspecrometrie: minerale samenstelling Akoestisch onderzoek Subbottom profiling: bodemlagen in kaart brengen Extra nuttige informatie Dataverzameling en management

27 Technieken radiometrisch XRF Medusa

28 XRF

29 XRF Kwalitatieve en kwantitatieve bepaling metalen In veld (pistool) of in een lab-omgeving (zakjes)

30 -1.00 t.o.v. WP puin(1/fijn) schelpen(2/fijn) sliblaag Matig slap grijs (donker) zuigerb Vast sliblaag 650 grijs bruin t.o.v. WP t.o.v. WP t.o.v. WP Slap sliblaag Matig vast sliblaag grijs grijs bruin zuigerb Slap sliblaag sliblaag Slap sliblaag Matig vast sliblaag grijs (donker) 4 grijs 5 bruin grijs (donker) grijs bruin zuigerb zuigerb Slap sliblaag Matig vast sliblaag Slap sliblaag Vast sliblaag Matig vast sliblaag Slap sliblaag 680 Matig vast sliblaag ,3 4, grijs (donker) 2 grijs 1 grijs 3 grijs 2 4 grijs bruin bruin 6 5 grijs (donker) grijs zuigerb zuigerb hout(1/fijn) schelpen(4/fijn) sliblaag Slap Matig vast sliblaag zuigerb Slap sliblaag Matig vast sliblaag grijs (donker) grijs 1 grijs (donker) 2 grijs bruin 3 4 bruin 5 zuigerb zuigerb Slap sliblaag Matig vast sliblaag Profielen conform NEN 5104 grijs (donker) 1 grijs zuigerb Profielen conform NEN : Provincie Zuid-Holland, waterbodemonderz

31 LAB mmol/kg P Fosfaat XRF Nieuw apparaat: lagere atoomnummers Fosfaat meten (totaalfosfaat) Naast andere metalen Onderzoek juni juli: inzet is veelbelovend Correlatie duidelijk aangetoond XRF mmol/kg P Jasper Schmeits BU Meten, inspectie en advies linkedin.com/in/jasper-schmeits

32 Fosfaat XRF Beschikbaar fosfaat Meten met XRF: P-Totaal Ook meten met XRF Al, Mg en Fe Direct inzicht in relatie met P Verwachtingspatroon beschikbaar fosfaat Meet ook Zwavel en andere metalen: Kalium, Calcium Inzicht in sedimentkarakteristieken

33 Gammaspectrometer Medusa Minerale samenstelling Watergehalten Verontreinigingsgraad (daarnaast: Bodemhoogte) zand Medusa silt

34 Zware metalen (ppm) Gammaspectrometer Variatie in samenstelling en morfologie in kaart brengen Monsters met een bepaald risicoprofiel Vlakdekkend beeld van het watersysteem Zink Koper Uranium (Bqkg -1 )

35 Subbottom profiling SURVEYBOOTJE BRON ONTVANGER AKKOESTISCHE GOLFPADEN SLIBLAAG KLEILAAG ZANDLAAG HARDE BODEM

36 Tot besluit: de boodschap Optimalisatie onderzoek en meetwerk: data-aanvullingen: 1.Bekijk waterbodemverontreinigingen en andere stoffen die de waterkwaliteit negatief integraal ten opzichte van het systeem Focus op gebieden / systemen (Waterbeheerder) Toets individuele locaties aan het grotere geheel 2.Maak een conceptueel model Wanneer treden risico s op? Wat verwacht je in je systeem?

37 Tot besluit: de boodschap Onderzoek en meetwerk data-aanvullingen: 3.Verzamel en benut (extra) gegevens over variatie in het systeem: Dieptes en lagen? Minerale samenstelling? Watergehaltes? 4.Gebruik de XRF om: Best en Worst cases te bepalen Gemiddeldes vast te stellen (minimaliseer mengmonsters) Fosfaat te meten

38 Veel succes met het meten aan de waterbodem! VOOR DE AANDACHT!

39 Frank Volkering

40 Bomen als duurzaam alternatief voor pump&treat Frank Volkering, Tauw bv Edward G. Gatliff, Applied Natural Sciences, Inc., USA Wim R. Staal, Paul A. van Riet, Dow Benelux bv

41 Phytocontainment Beheersing grondwater door vegetatie (bomen) Gebaseerd op een eeuwenoud principe Succesvol toegepast in de VS (stortplaatsen, industriële locaties) Potentieel duurzaam en kosteneffectief alternatief voor onttrekking met pump&treat

42 Pump&treat vs phytocontainment pump & treat phytocontainment onttrekkingspunten weinig met een hoog debiet veel met een laag debiet onttrekkingsregime continue of intermitterend, gelijk over hele periode variabel (dag/nacht, seizoen), toenemend met de tijd ruimtebeslag minimaal aanzienlijk onderhoud pompen, zuivering (verwisseling actief kool) maaien, snoeien, bemesten monitoring hydrologie, grondwaterkwaliteit hydrologie, grondwaterkwaliteit energieverbruik kosten aanzienlijk (pompen, zuivering, onderhoud) 1-20/m3 (afhankelijk omvang, type zuivering) minimaal (aanleg, onderhoud) duidelijk lager dan pump&treat* * Gatliff E. et al. Phytoremediation of soil and groundwater: economic benefits over traditional methodologies. In: M.N.V.Prasad, (ed), Bioremediation and Bioeconomy, Amsterdam: Elsevier, 2016, pp

43 Praktijkvoorbeeld Verontreiniging met 1,4-dioxaan bij voormalige productielocatie Dow Terneuzen Moeilijke omstandigheden: Hoge concentraties van een mobiele, slecht afbreekbare stof Dieper grondwater (5-11 m mv) Industriële locatie met ruimtebeperking en strikte veiligheidseisen Invloed van getijde

44 Dwarsdoorsnede verontreiniging m +Dow Dioxane reactor Dioxane storage Site boundary Cover A Poorly permeable layer 5 m/y B Dioxane concentrations (mg/l) >100 mg/l mg/l fresh mg/l 1-10 mg/l < 0.05 mg/l saline 200 m

45 Haalbaarheidsonderzoek Krtitische aspecten Toxiciteit dioxaan Laboratorium studie Diepte verontreiniging TreeWell systeem met straw Benodigde vs beschikbare ruimte Schatting op basis van hydrologisch model en verdampingsstudies bosbouw Veiligheid en gezondheid Off-site test voor maken plantgaten (1 m diameter, 3.5 m diep) Dow specialist: gasophoping in boomkruin risico populieren + plantafstand vergroot bij gasleiding

46 Phytocontainment dioxaan pluim m +Dow Dioxane reactor Dioxane storage 185 bomen 54 bomen Site boundary Cover A Poorly permeable layer B fresh saline 46

47 Impressies aanleg en voortgang

48 Hydrologisch effect Positieve gradiënt = beheersing

49 Effect op verontreiniging Baseline 2013 Gedrag conform verwachting: In het groeiseizoen wordt de dioxaan pluim in aquifer A het beheersgebied ingezogen Effect aan terreingrens wordt pas op langere termijn verwacht

50 Overige monitoring Gezondheid bomen goed, gemiddelde groei : 70% In situ meting verdampingssnelheid: Indicatieve opname snelheid 8-10 m 3 per boom per jaar (gedimensioneerd op m 3 /jaar vanaf 5 e jaar) X Uitdamping dioxaan < 1% van geschatte opname

51 Ten slotte. Phytocontainment is een serieus alternatief voor klassieke hydraulische beheersing: Bewezen techniek Goed te dimensioneren Duurzaam Kosteneffectief Obstakels voor toepassing: Imago/acceptatie (onbekend maakt onbemind) Ruimtebeslag (beschikbare ruimte vs benodigd debiet)

52 Bedankt voor uw aandacht! F. (Frank) Volkering PhD consultant Tauw bv Handelskade 37 Postbus AC Deventer M T KvK frank.volkering@tauw.com

53 Johan Valstar

54 Extra stimulatie van afbraak verontreinigingen bij WKO Johan Valstar

55 Inhoud 1. Inleiding 2. Resultaten promotieonderzoeken 3. Vertaling naar praktijk

56 Standaard WKO in verontreinigd debiet Onderzoek sanerende werking (Meer met Bodemenergie) Biowasmachine (Utrecht), Strijp-S (Eindhoven) Geen direct bewijs voor betere afbraak, wel wat indirecte indicaties Resumerend lijkt dus de ambitie om via WKO-systemen de van nature optredende in situ processen te versnellen en daarmee versneld een kwaliteitsverbetering te realiseren te optimistisch... Combinaties van WKO-systemen met gestimuleerde afbraak kan daarbij een aanvullende bijdrage leveren. (Meer met Bodemenergie, Rapport 11 Gebiedsgericht grondwaterbeheer)

57 Redox processen Afbraak organisch stof m.b.v. zuurstof nitraat ijzer (3+) sulfaat methanogeen Per Tri CIS VC bacteriesoorten Bijzonderheid ijzer (3+): FeOOH (s) + H 2 O -> Fe 3+ (l)+ 3 (OH) -

58 2 Promotiestudies gestart in MMB-project 4 juni december 2015

59 Batch experiment WVP Utrecht: Redox conditie Afbraakcondities slecht Redox conditie is limiterend (IJzer reducerend) Verbetering redox door elektronen donor Ascorbic acid Lactate

60 Stimulatie afbraak

61 Conclusie batchexperimenten Toevoeging alleen organisch stof werkt niet goed totdat ijzer (3+) uitgeput raakt Toevoeging bacteriën werkt sneller en vollediger

62 Reactief transport model Wiskundig model door Malaguerra et al. (2011)

63 Reactief transport model Malaguerra et al. (2011)

64 Conclusie model Volledige afbraak VOCl wordt bereikt Wel > 4 ton lactaat nodig voor WKO met volume van m 3 maar ph 13 is niet realistisch Wiskundig model gebaseerd op batch experimenten V water > V Bodem Reductie van IJzer (3+) wordt waarschijnlijk geremd bij hogere ph

65 Kolomproef: Robuustheid & verstopping Nitraat toevoegen Redoxpotentiaal omhoog DHC populatie verdwijnt Minder afbraak Weerstand neemt toe door neerslag IJzer, maar niet door afbraak

66 Temperatuureffect afbraak bij WKO en BWW

67 Conclusie temperatuureffect Afbraak CIS-DCE gaat sneller dan natuurlijk: WKO:13 x BWW: 8,5 x Bij goede redox-condities en bacteriepopulatie

68 Vertaling naar de praktijk: Kansrijk Bacteriën toevoegen: Proef bij Brabant Water (toevoeging van bacteriën) Vraag: robuustheid Toevoegen elektrondonor: organisch stof of Fe(0): Effect verhoogde ph op ijzerreductie Vraag: werking en robuustheid Vraag: hoeveelheid en verdeling ijzer(3+) in bodem Vracht organisch stof in WKO? Gerichte behandeling: Opsporing diepte, richting pluim bij 1 e aankomst put Lokale reactieve zone

69 Vertaling naar de praktijk: kennis 1. Weten veel maar nog niet alles 2. Kolomproeven, veldexperiment ipv alleen batchexperimenten 3. Kans verstopping door afbraak VOCL is klein 4. Kansrijke mogelijkheden en faalmechanismen 5. Gerichte haalbaarheid- en optimalisatie studies nu mogelijk

70 Grond in lab in behandeling 3 deelmonsters van 5 ml = 3 x 0, = 0,00015 m 3 1 /

71