NL9301596A - Werkwijze en inrichting voor het signaleren van bodemverontreiniging respectievelijk het in situ saneren van verontreinigde bodem. - Google Patents

Description

Werkwijze en inrichting voor het signaleren van bodemverontreiniging respectievelijk het in situ saneren van verontreinigde bodem.

De onderhavige uitvinding betreft een werkwijze voor het signaleren van bodemverontreiniging respectievelijk het in situ saneren van verontreinigde bodem.

Het signaleren van bodemverontreiniging door monsters met bodem-materiaal te nemen en deze monsters elders te analyseren, is algemeen bekend. Het nemen van een dergelijk monster is erg omslachtig, daar men hiervoor een buis verticaal of schuin de grond in drijft en vervolgens tezamen met het te analyseren bodemmateriaal weer uit de grond haalt. Dergelijke monsternemingen worden door gebouwen, kabels, rioleringen en dergelijke aanzienlijk belemmerd. Als men vervolgens bij de chemische analyse bodemverontreiniging heeft geconstateerd, dient veelal de verontreinigde bodem te worden afgegraven en naar een reinigingsinstallatie te worden gebracht om te worden gereinigd. Het gereinigde bodemmateriaal kan dan worden teruggestort, of er wordt nieuw schoon bodemmateriaal teruggestort. Het op deze wijze saneren van een verontreinigde bodem is zeer kostbaar.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel een werkwijze voor het signaleren van bodemverontreiniging respectievelijk het in situ saneren van verontreinigde bodem te verschaffen, die ondermeer deze nadelen niet vertoond.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat men - verontreinigde (bodem-)lucht via een of meer luchtdrainageleidin-gen, die zich in de bodem boven het grondwatemiveau bevinden, en/of verontreinigde vloeistof via één of meer andere vloeistofdrainage-leidingen, die zich in de bodem beneden het grondwatemiveau bevinden, aan de verontreinigde bodem onttrekt, en de zo onttrokken lucht en/of vloeistof onderwerpt aan een analyse respectievelijk een zuivering.

Door middel van dergelijke bij voorkeur permanent in de bodem aangebrachte drainageleidingen kan lucht en/of vloeistof aan de bodem worden onttrokken en vervolgens geanalyseerd. Voorts kan de onttrokken lucht en/of vloeistof ook worden gezuiverd, zodat de verontreinigde bodem in situ kan worden gesaneerd zonder deze af te graven en elders te reinigen. Indien met een voldoende grote frequentie via de lucht- en/of vloeistof- drainageleidingen monsters worden genomen en geanalyseerd, wordt een verontreiniging van de bodem tijdig gesignaleerd, zodat snel via de drainageleidingen kan worden gesaneerd, alvorens deze verontreiniging zich verregaand in de bodem heeft kunnen verspreiden.

De werkwijze volgens de uitvinding kan worden aangewend op lokaties waar milieubelastende stoffen (zoals bijvoorbeeld oplosmiddelen, minerale oliën, vluchtige koolwaterstoffen of mengsels hiervan) in de bodem kunnen dringen, en een verontreiniging van de bodem, en/of het grondwater en/of de bodemlucht kunnen veroorzaken. De werkwijze volgens de uitvinding leent zich in het bijzonder voor brandstofverkooppunten (tankstations), overslagstations, opslagdepot's en andere lokaties, waar door boven- en ondergrondse activiteiten een verhoogd risico op bodemverontreiniging bestaat, zoals onder andere bij produktielokaties voor chemicaliën, autobusremises, autoherstelplaatsen etc.

Bij een groot aantal brandstofverkooppunten is de grond verontreinigd als gevolg van lekkages aan de installaties of door morsen bij bijvoorbeeld het tanken. Hiertegen worden tegenwoordig vele voorzieningen getroffen. Echter ondanks deze voorzieningen, zoals het kathodisch beschermen van de tanks, overvulbeveiligingen, vloeistofdichte bakken rondom vulpunten, en vloeistofdichte bestratingen rondom de zogenaamde pomp-eilanden etc, is het niet uitgesloten dat zich mogelijk toch nog gevallen van verontreiniging voordoen. Dit kan enerzijds gebeuren ten gevolge van kalamiteiten, anderzijds ook omdat de effectiviteit en de levensduur van de voor de voorzieningen gebruikte materialen niet geheel bekend zijn. Met de werkwijze volgens de uitvinding is het bijvoorbeeld bij dergelijke brandstofverkooppunten mogelijk om op regelmatige tijdstippen lucht en/of vloeistof aan de bodem te onttrekken, deze lucht en/of vloeistof te analyseren op verontreinigingen, en bij geconstateerde verontreiniging de verontreinigde bodem eventueel direct te saneren door het aan de bodem onttrekken en zuiveren van verontreinigde lucht en/of vloeistof. Uitbreiding van de bodemverontreiniging kan hierbij in een vroeg stadium worden voorkomen. Voor het reinigen van de aan de bodem onttrokken lucht en/of vloeistof kan bijvoorbeeld een inrichting zoals beschreven in EP-B1-0.385·555 worden gebruikt.

Ook kan met de werkwijze volgens de uitvinding voortdurend lucht en/of vloeistof aan de bodem worden onttrokken en gereinigd, zonder dat eerst een verontreiniging is geconstateerd. Het signaleren en saneren kan dus zowel gelijktijdig of in onderlinge samenhang, als ook onafhankelijk van elkaar plaats vinden.

Volgens een voordelige uitvoeringsvorm strekken de lucht- en/of vloeistof-drainageleidingen zich in hoofdzaak horizontaal uit. Op deze wijze is met één drainageleiding een groot gebied te bestrijken.

Verder is het volgens de uitvinding voordelig als een aantal lucht-en/of vloeistof-drainageleidingen evenwijdig aan elkaar en met een onderlinge tussenafstand, van bij voorkeur ten minste 2 è 3 is aangebracht in een in hoofdzaak horizontaal vlak. Op deze wijze is met behulp van een aantal drainageleidingen een groot bodemgebied op efficiënte wijze te bestrijken.

Voor het onttrekken van lucht en/of vloeistof aan de bodem wordt in de lucht- en/of vloeistofdrainageleidingen op voordelige wijze een onderdruk aangebracht, bijvoorbeeld een onderdruk van 1 k 10 kPa en bij voorkeur van 3 è 6 kPa. Bij een dergelijke onderdruk is de onttrekking van lucht en/of vloeistof aan de bodem zodanig, dat de concentraties van eventuele verontreinigingen niet te gering zijn (dit is bijvoorbeeld lastig bij het analyseren), terwijl ook weer niet te weinig lucht en/of vloeistof aan de bodem wordt onttrokken.

Door het aanzuigen van lucht via de luchtdrainageleidingen wordt tevens lucht uit de omgeving de bodem ingezogen. Deze omgevingslucht is bevordelijk voor eventuele bioactiviteit in de bodem. Een dergelijke bioactiviteit kan een gunstige invloed hebben bij het bestrijden van bodemverontreiniging. Volgens een voordelige uitvoeringsvorm wordt de bioactiviteit van de bodem verder gestimuleerd door biomassa en/of voedingsstoffen voor biomassa in de bodem in te brengen, hetgeen bijvoorbeeld via de lucht en/of vloeistofdrainageleidingen kan gebeuren. Tijdens dit inbrengen van biomassa en/of voedingsstoffen hiervoor in de bodem, zal in het laatste geval eventueel de onttrekking van lucht en/of vloeistof aan de bodem tijdelijk worden stopgezet.

Verder is het volgens de uitvinding voordelig als de zuiveringsinstallatie voor het zuiveren van aan de bodem onttrokken lucht en/of vloeistof tevens wordt gebruikt voor het behandelen van afvalfluida. Hierbij worden onder afvalfluida begrepen, fluida anders dan aan de bodem onttrokken lucht en/of vloeistof, zoals huishoudelijk afvalwater, bovengronds opgevangen dampen, bij produktieprocessen vrijkomende fluida etc..

De uitvinding betreft verder een werkwijze voor het bouwen, verbouwen of renoveren van een chemische installatie, zoals een tankstation, waarbij men - in de bodem onder de chemische installatie een aantal, bij voorkeur zich in hoofdzaak horizontaal uitstrekkende, drainageleidingen aanbrengt, deze drainageleidingen boven en/of onder het grondwatemiveau aanbrengt, de drainageleidingen aansluit op zuigmiddelen voor het aanbrengen van een onderdruk in de drainageleidingen, en de drainageleidingen aansluit op een behandelinrichting. De behan-delinrichting kan hierbij een inrichting voor het bemonsteren, en/of analyseren, en/of reinigen van aan de bodem onttrokken fluïdum zijn.

Hierbij is het volgens de uitvinding verder voordelig, wanneer men eerst een deel van de bodem af gegraaf t en vervangt door een zanderig bodemmateriaal, en in dit zanderige bodemmateriaal drainageleidingen aanbrengt. In het bijzonder is het hierbij voordelig, wanneer men eerst een aantal sleuven in de bodem graaft en vervangt door een matig fijn tot grof zand, en in dit matig fijne tot grove zand drainageleidingen aanbrengt. Dit is in het bijzonder voordelig bij klei- en/of leemachtige bodems, daar de doorlatendheid van dergelijke bodems gering is, hetgeen het onttrekken van lucht en/of vloeistof via drainageleidingen bemoeilijkt. Een bodem met matig fijn tot grof zand is echter zeer geschikt voor het door middel van drainageleidingen aan de bodem onttrekken van lucht en/of vloeistof.

Verder betreft de uitvinding de toepassing van een ondergronds drainagestelsel met: - zich in de bodem boven het grondwatemiveau bevindende luchtdraina-geleidingen, en/of zich in de bodem onder het grondwatemiveau bevindende vloeistof-drainageleidingen, voor het analyseren van (bodem-)lucht en/of grondwater en eventueel saneren van verontreinigde (bodem-)lucht en/of verontreinigd grondwater.

Ten slotte betreft de uitvinding ook een inrichting voor het toepassen van de werkwijzes volgens de uitvinding.

In het nu volgende zal de uitvinding aan een hand van een in de bijgaande figuur weergegeven uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht.

De figuur toont een pompstation voor het bijvullen van brandstof voor auto's 6. Op een vloeistofdichte bestrating 4 zijn een aantal brand-stofpompen 5 geplaatst. Onder de vloeistofdichte bestrating 4 en boven het grondwatemiveau 3 zijn een aantal evenwijdige luchtdrainageleidingen 1 in de onverzadigde zone van de bodem aangebracht. Voorts zijn in de bodem onder het grondwatemiveau 3 een aantal evenwijdige vloeistof drainageleidingen 2 aangebracht. De brandstofpompen 5 staan via leidingen 9 met voorraadtanken 7 voor brandstof in verbinding. Het is volgens de uitvinding voordelig als langs de leidingen 9 nog extra drainageleidingen (niet getoond) zijn aangebracht. Dit kunnen afhankelijk van de diepte waarop de leidingen 9 liggen lucht- of vloeistofdrainageleidingen zijn. Bij de brandstoftanks 7 zijn eveneens op voordelige wijze extra lucht- en vloeistofdrainageleidingen 1 en 2 aangebracht.

De drainageleidingen 1 en 2 zijn via zuigmiddelen, die in de drainageleidingen een onderdruk teweeg kunnen brengen, aangesloten op een behandelinrichting 8. Deze behandelinrichting kan bemonstermiddelen, en/of analysemiddelen en/of detectiemiddelen en/of reinigingsmiddelen voor het reinigen van aan de bodem onttrokken lucht en/of vloeistof omvatten. Bij het onttrekken van lucht aan de bodem vindt een geforceerde verdamping van vluchtige in de bodem aanwezige componenten plaats, ten gevolge van de in de luchtdrainageleidingen aangebrachte onderdruk. In de luchtdrainageleidingen wordt de bodemlucht met de vervluchtigde componenten verzameld en afgevoerd naar de behandelinrichting 8. Hier wordt de bodemlucht behandeld, in de zin dat verontreinigen worden gedetecteerd, of geanalyseerd, of dat bodemlucht wordt bemonsterd voor bijvoorbeeld analyse in een laboratorium, en/of dat de bodemlucht wordt gereinigd.

Voor de detectie en analysemiddelen kan gebruik worden gemaakt van een PID-meter (PID=Photo ionisation detector), FID-meter (FID=flame ionisation detector), de DrSger-methode, aktieve koolstofbuisjes, luchtzakken met aanvullende GC-analyse (GC = Gas Chromatografie), de FTIR-methode (FTIR = Fourier Transformed Infra Red), etc. Voor de reinigingsmiddelen is op voordelige wijze een inrichting zoals beschreven in EP-B1-Ο.385.555 te gebruiken. Echter het zal duidelijk zijn dat ook andere detectie/analyse-middelen en reinigingsmiddelen zeer goed bruikbaar kunnen zijn.

De lucht- en/of vloeistofdrains worden in het bijzonder op die plaatsen aangebracht waar de kans op bodemverontreiniging groot is. In het geval van een brandstofverkooppunt zijn deze plaatsen in het bijzonder gelegen: onder de vloeistofdichte bestrating en hieromheen; rondom de opslagtanks 7» rondom de brandstofleidingen 9* en nabij de afvulpunten voor de opslagtanks 7·

In het bijzonder het bodemgedeelte boven het grondwaterniveau (de onverzadigde zone) leent zich uitstekend voor het manipuleren van de eventuele verontreiniging, daar door het onttrekken van bodemlucht uit dit bodemgedeelte ook in dit bodemgedeelte aanwezige micro-organismen worden gestimuleerd. Ten gevolge van de onderdruk in de luchtdrainagelei- dingen, zal er namelijk ook transport van zuurstof vanuit de omgevingslucht naar het boven het grondwatemiveau gelegen bodemdeel plaatsvinden. Deze zuurstof is een uitstekende zuurstofbron voor in dit bodemdeel levende micro-organismen. Deze micro-organismen kunnen vervolgens op biologisch wijze eventuele verontreinigingen afbreken tot niet-schadelijke verbindingen of minder schadelijke verbindingen.

Een dergelijke biostimulatie is te verbeteren door het aan dit boven het grondwatemiveau gelegen bodemdeel toevoegen van biomassa en voedingsstoffen hiervoor. Deze biomassa en voedingsstoffen kunnen eventueel via de luchtdrainageleidingen in de bodem worden ingebracht. De beschikbaarheid voor biodegradatie van de verontreiniging kan worden verbeterd door het inbrengen van oppervlakte aktieve stoffen, zoals de-tergentia. Deze stoffen kunnen door verbeterde absorptie eveneens de effectiviteit van doorspoelen c.q. uitloging van de bodem verbeteren. Tijdens dit inbrengen via de drainageleidingen kan eventueel de onttrekking van fluïda aan de bodem voor korte of langere tijd worden stopgezet.

De luchtdrainageleidingen de vloeistofdichte bestrating worden bij een pompstation, zoals in de figuur weergegeven, bij voorkeur nabij de brandstofpompen aangebracht. Voor de onttrekking van bodemlucht aan de bodem is het voordelig als de luchtdrainageleidingen ten minste ongeveer 1 meter boven het grondwatemiveau liggen daar dan weinig tot geen grondwater wordt aangezogen. Tevens dienen de luchtdrainageleidingen voldoende diep in de bodem te liggen, opdat ze niet worden beschadigd bij het aanleggen van ondermeer de vloeistofdichte bestrating en overige installaties op de bodem. De luchtdrainageleidingen langs de ondergrondse leidingen 9 en/of bij de opslagtanks 7· liggen bij voorkeur in de nabijheid van respectievelijk deze leidingen 9 en opslagtanks 7.

De vloeistofdrainageleidingen worden bij voorkeur in hoofdzaak loodrecht onder de luchtdrainageleidingen, maar op grotere diepte, aangelegd dan de luchtdrainageleidingen. Bij voorkeur komen deze vloeistofdrainageleidingen ten minste 1 meter onder het grondwatemiveau, in een zandige omgeving te liggen.

Afhankelijk van ondermeer de bodemgesteldheid en het grondwatemiveau, is het mogelijk zowel luchtdrainageleidingen als vloeistofdrainageleidingen aan te brengen, maar ook is het denkbaar alleen luchtdrainageleidingen aan te brengen of alleen vloeistofdrainageleidingen. Als bijvoorbeeld het grondwater zeer hoog staat, zal het in de praktijk zeer moeilijk tot onmogelijk worden luchtdrainageleidingen aan te brengen. Bij een lagere grondwaterstand, zoals vanaf 4 meter onder het maaiveld, en bij bodems met vast gesteente zijn de drainageleidingen, eventueel gecombineerd met horizontale drainageleidingen, ook vertikaal aan te brengen, waarbij ze geschikt zijn voor zogenaamde deepwell- en/of strengen bemaling. Verder kunnen bij een lage grondwaterstand, dus bij een grote onverzadigde zone, ook een aantal lagen of niveau’s met horizontale lucht-drainageleidingen worden aangebracht. Maar ook zijn vloeistofdrainageleidingen op meerdere diepteniveau's in principe denkbaar.

De frequentie voor het nemen van bodemlucht- en/of grondwatermon-sters moet met name afgestemd worden op de verspreiding van de verontreiniging in het grondwater. Bepalend hierbij is enerzijds de natuurlijke grondwaterstroomsnelheid, anderzijds de mogelijkheid om met het aangelegde drainagestelsel verontreinigd grondwater tegen de natuurlijke grondwaters tromingsrichting in, aan te trekken.

Rekening houdend met een bepaald tijdsinterval tussen monstername, analyse en het nemen van organisatorische en logistieke maatregelen, is een bemonsteringsfrequentie van bij voorkeur 2 keer per jaar gewenst. De bemonsterfrequentie moet zodanig zijn, dat een eventuele verontreiniging van het grondwater nog met behulp van de drainageleidingen is te beheersen, zodat voor sanering kan worden volstaan met de in de grond aanwezige drainageleidingen, en geen extra maatregelen hoeven te worden getroffen. Als voorbeeld kan een bodemverontreinigingssituatie aangegeven worden, waarbij een bodem met een waterdoorlaatfactor (k) van 30 m/dag, een grondwaterstroomsnelheid (v) van 30 m/jaar, een pakketdikte (D) van 50 m, en onttrekkingsdebiet (Q) van 353 m3/dag (=15m3/uur) een verontreinigings-vlek die tot 25 m in stroomafwaartse richting in het grondwater is verspreid beheerst kan worden met een bemonsterfrequentie van 2 keer per jaar. Bij bodems waarbij de stroomsnelheid van het grondwater zeer hoog dan wel zeer laag is, kan de bemonsteringsfrequentie aangepast worden.

Op de werkwijzes en inrichting volgens de uitvinding zijn vele varianten en uitbreidingen mogelijk. Zo is het bij een benzinestation denkbaar het (huishoudelijk) afvalwater eventueel na voorzuivering bijvoorbeeld door middel van een septictank naar de behandelinrichting 8 te leiden en hier te reinigen, en bij de brandstofpompen, vulpunten, ont-luchtingen 10, etc. vrijkomende dampen op te vangen, naar de behandelinrichting 8 te leiden en hier te reinigen.

Claims (21)

1. Werkwijze voor het signaleren van bodemverontreiniging respectievelijk het in situ saneren van verontreinigde bodem, waarbij men verontreinigde lucht via een of meer luchtdrainageleidingen, die zich in de bodem boven het grondwaterniveau bevinden, en/of verontreinigde vloeistof via een of meer andere vloeistofdrainage-leidingen, die zich in de bodem beneden het grondwaterniveau bevinden, aan de verontreinigde bodem onttrekt, en de zo onttrokken lucht en/of vloeistof onderwerpt aan een analyse respectievelijk een zuivering.

2. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de luchtdrainageleidingen zich in hoofdzaak horizontaal uitstrekken, en bij voorkeur tenminste 1 meter boven het grondwaterniveau liggen.

3· Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de vloeistof-drainageleidingen zich in hoofdzaak horizontaal uitstrekken, en bij voorkeur tenminste 1 meter onder het grondwaterniveau liggen.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij een aantal lucht- en/of vloeistof-drainageleidingen evenwijdig aan elkaar en met een onderlinge tussenafstand, van bij voorkeur tenminste 2 è 3 Ui is aangebracht in een in hoofdzaak horizontaal vlak.

5* Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij in de luchtdrainageleidingen een onderdruk, bijvoorbeeld van 1 a 10 kPa en bij voorkeur van 3 è 6 kPa, wordt aangebracht.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de bioactiviteit van de bodem wordt gestimuleerd door biomassa en/of voedingsstoffen voor biomassa in de bodem in te brengen, bij voorkeur via de lucht- en/of vloeistof-drainageleidingen.

7· Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de aan de bodem onttrokken lucht en/of vloeistof wordt geanalyseerd op vluchtige verbindingen.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij voor het zuiveren van aan de bodem onttrokken lucht en/of vloeistof een zuiveringsinrichting is voorzien.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarbij in deze zuiveringsinrichting afvalfluïda worden behandeld.

10. Inrichting voor toepassing van de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies.

11. Werkwijze voor het bouwen, verbouwen of renoveren van een chemische installatie, zoals een tankstation, waarbij men - in de bodem onder de chemische installatie een aantal drainagelei-dingen aanbrengt, deze drainageleidingen boven en/of onder het grondwaterniveau aanbrengt , de drainageleidingen aansluit op zuigmiddelen voor het aanbrengen van een onderdruk in de drainage leidingen, en de drainageleidingen aansluit op een behandelinrichting.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, waarbij men een aantal drainageleidingen zodanig aanbrengt, dat deze zich in hoofdzaak horizontaal uitstrekken.

13. Werkwijze volgens conclusie 11 of 12, waarbij men tussen de drainageleidingen en de chemische installatie een vloeistof- en/of gasdichte laag aanbrengt.

14. Werkwijze volgens een der conclusies 11-13. waarbij men eerst een deel van de bodem afgraaft en vervangt door een zanderig bodemmateriaal, en in dit zanderige bodemmateriaal drainageleidingen aanbrengt.

15. Werkwijze volgens een der conclusies 11-14, waarbij men een aantal sleuven in de bodem graaft en vervangt door een matig fijn tot grof zand, en in dit matig fijne tot grove zand drainageleidingen aanbrengt.

16. Werkwijze volgens een der conclusies 11-15. waarbij men de luchtdrai-nageleidingen tenminste 1 meter boven het grondwaterniveau aanbrengt.

17. Werkwijze volgens een der conclusies 11-16, waarbij men de vloeistof- drainageleidingen tenminste 1 meter onder het grondwaterniveau aanbrengt.

18. Werkwijze volgens een der conclusies 11-17, waarbij de behandel-inrichting een zuiveringsinrichting omvat, en waarbij men op de zuiveringsinrichting leidingen voor afvalfluïda aansluit.

19· Werkwijze voor het bouwen, verbouwen of renoveren van een tankstation volgens conclusie 18, waarbij de leidingen voor afvalfluïda leidingen voor huishoudelijk afvalwater en/of leidingen voor bovengronds vrijgekomen en opgevangen brandstofdampen omvatten.

20. Toepassing van een ondergronds drainagestelsel met: - zich in de bodem boven het grondwaterniveau bevindende luchtdraina-geleidingen, en/of - zich in de bodem onder het grondwaterniveau bevindende vloeistof-drainageleidingen, voor het analyseren en eventueel saneren van verontreinigde bodem.

21. Toepassing volgens conclusie 20, waarbij de lucht- en/of vloeistof- drainageleidingen zich in hoofdzaak horizontaal in de bodem uitstrekken. ********