Project: Ontwerp en uitvoering ijzerscherm
Opdrachtgever: | |||
Periode: | Van 2000 tot 2006 |
||
Contactpersoon: |
In Amersfoort wordt, in opdracht van CSG (Centraal StadsGebied)-Eemkwartier, op een unieke wijze een verontreiniging te lijf gegaan. Op de locatie zijn zinklagen van chloorkoolwaterstoffen (per en tri) aanwezig tot 13 meter diep en verspreid over honderden vierkante meters. Afgraven van de verontreiniging is simpelweg niet realiseerbaar. De traditionele aanpak (civieltechnische isolatie) van de verontreiniging legt grote beperkingen op aan de herinrichting. In opdracht van CSG heeft TTE, samen met andere specialisten, een alternatief uitgewerkt. Voor het eerst in Nederland wordt een ijzerscherm gebruikt om een niet te verwijderen bodemverontreiniging van chloorkoolwaterstoffen duurzaam te beheersen. De uitvoering is volledig geïntegreerd met de herinrichting. Na het scheiden van de bron en de pluim door middel van het reactief ijzerscherm, wordt de pluim (250 bij 300 meter) gesaneerd. Voor het ontwerpen is een grondwatermodel/stoftransportmodel opgesteld voor het hele gebied.
Achtergrond
Chloorkoolwaterstoffen (CKW's), zoals per en tri, zijn lastige verontreinigingen die veel voorkomen, o.a. onder oude wasserijen zoals in Amersfoort. Kenmerkend voor CKW's is dat ze zwaarder zijn dan water. Diep in de bodem vormen ze plassen op slecht doorlatende lagen. Gedurende tientallen jaren lossen de CKW’s vervolgens op in het langsstromende grondwater waardoor lange pluimen verontreinigd grondwater ontstaan. Op de CSG locatie zijn deze plassen aanwezig tot 13 meter diep en verspreid over honderden vierkante meters. Vanuit de bron is een brede pluim ontstaan die uiteindelijk in de 300 meter stroomafwaarts gelegen rivier de Eem stroomt. Afgraven van de bronzone is simpelweg niet realiseerbaar. Tot voor kort werd een dergelijke zinklaag met een ondoorlatende (dam)wand afgesloten en werden grote hoeveelheden grondwater onttrokken om er zeker van te zijn dat er geen pluim meer kon ontstaan. Een niet erg milieuvriendelijk methode om een milieuprobleem op te lossen. Bij het ontwerpen van de zuivering met behulp van het ijzerscherm is uitvoerig gekeken naar effecten op de omgeving.
IJzerscherm
Het ijzerscherm is ontworpen en gedimensioneerd volgens het ‘funnel and gate’ principe. Het verontreinigde grondwater wordt, stroomafwaarts van de bronzone, in een vlakdekkend systeem ingevangen tussen damwanden en afgevoerd via ontrekkingsputten. De filters in deze putten zijn geplaatst ter hoogte van de twee watervoerende pakketten die gescheiden zijn door een veenlaag. In het pakket onder en vlak boven de tweede veenlaag is door de anaërobe condities eigenlijk al direct stroomafwaarts van de bronzone sprake van biologische afbraak. De veenlaag houdt de CKW’s vast door sorptieprocessen en levert organisch materiaal dat geoxideerd wordt door de CKW’s. Vanaf de onttrekkingsputten wordt het water via een leidingstelsel afgevoerd naar de zuivering (=gates). Deze zuivering bestaat uit een aantal bakken die gevuld zijn met 150 m3 nulwaardig ijzer waarmee de CKW’s worden omgezet. Vanaf de bakken wordt het gezuiverde water via leidingen getransporteerd naar de riolering bij de rivier. Doordat de grondwaterstand voor de schermen een stuk hoger ligt dan de waterstand in de rivier en de optredende debieten gering zijn, kan dit principe geheel onder vrij verval plaatsvinden.
Werking ijzer
Het gebruik van zerovalent ijzer voor de reductieve dehalogenatie van met gechloreerde koolwaterstoffen verontreinigd water is uitvoerig bestudeerd aan de Universiteit van Waterloo (Canada). Hoewel er nog heel wat vragen zijn omtrent het exacte werkingsmechanisme is het al wel duidelijk dat gechloreerde koolwaterstoffen onder bepaalde voorwaarden abiotisch omgezet worden tot onschadelijke producten. De dehalogenatie heeft plaats aan de ijzer-water interfase (oppervlaktereactie). De afbraaksnelheid wordt onder andere beïnvloed door het soort ijzer dat gebruikt wordt en de gebruikte hoeveelheid, de temperatuur, en de samenstelling van het grondwater. Bepaalde componenten (bv nitraat, sulfaat, zuurstof) kunnen mogelijk als competitor optreden en het afbraakproces vertragen. Verder kan het ijzer onder invloed van bepaalde componenten geïnactiveerd worden door vorming van niet-geleidende oxidelagen. Een haalbaarheidstest (kolomtest) met het te saneren grondwater is daarom altijd noodzakelijk.