"In-situ waterbodemsanering, voorstelbaar en haalbaar?

Baggernet workshop 23 september 1999 te Utrecht

Samenvatting

De waterlopen in Nederland moeten regelmatig worden uitgebaggerd vanwege nautische, of waterhuishoudkundige redenen. De kwaliteit van de Nederlandse waterbodems is echter op veel plaatsen zodanig aangetast, dat sanering noodzakelijk is. De conventionele aanpak is dan het verwijderen van het verontreinigde materiaal uit de waterloop door middel van baggeren. Dit levert dus jaarlijks een hoeveelheid baggerspecie op, naast het materiaal dat om onderhoudstechnische redenen wordt gebaggerd. In een aantal gevallen moet deze aanpak echter als minder gewenst, of niet doelmatig worden beschouwd.

In het verleden is er onderzoek gedaan naar de mogelijkheden van in-situ sanering door het toevoegen van preparaten aan de waterbodem, die als doel hadden de biologische afbraak te bevorderen van zowel een deel van de verontreinigende stoffen, als ook die van de organische stof. Door de afbraak van de organische stof zou het volume van de verontreinigde materiaal worden verkleind, zodat het onderhoud (uitbaggeren) zou kunnen worden uitgesteld. Het toevoegen van deze preparaten bleek echter tot teleurstellende resultaten te leiden. Daarmee leek de optie van in-situ sanering van verontreinigde waterbodems als niet haalbaar te moeten worden bestempeld.

In de laatste jaren hebben zich echter voor terrestrische bodems zowel in het beleid, als ook in de techniekontwikkeling een groot aantal veranderingen voltrokken, die ertoe hebben geleid dat er steeds meer wordt gezocht naar in-situ oplossingen. Daarbij is de gedachte verlaten dat een sanering altijd binnen zeer korte tijd moet worden uitgevoerd en altijd moet leiden tot een "multifunctionele" bodem. Er wordt nu veel meer rekening gehouden met de functie die de bodem nu en in de (voorzienbare) toekomst heeft, of zal krijgen. Daarbij staat een beoordeling van de humane en ecologische risico’s voorop. Tevens wordt er zoveel mogelijk gebruik gemaakt van natuurlijke processen, ofwel het zelfreinigend vermogen van de bodem.

Het doel van deze in opdracht van PGBO (Programma Geïntegreerd Bodemonderzoek) uitgevoerde studie is om vanuit de visie die is ontwikkeld voor verontreinigde terrestrische bodems na te gaan welke mogelijkheden er zijn om deze visie ook voor verontreinigde waterbodems te gebruiken. Daartoe is de mening gepeild van een aantal deskundigen op het gebied van terrestrische en aquatische bodemsanering. Na evaluatie van de gevoerde gesprekken is in overleg met de opdrachtgever besloten om het onderzoek te beperken tot de waterbodems die zijn gelegen binnen het natte profiel van waterlopen. Aan geborgen baggerspecie en bodems van uiterwaarden wordt derhalve slechts zijdelings aandacht besteed.

De mogelijkheden van een in-situ aanpak zijn sterk afhankelijk van de lokale situatie (aard en bindingsvorm van de verontreinigende stoffen, omvang van de verontreiniging, functies, afmetingen en stromingssituatie van de waterloop, etc.). Dit rapport geeft allereerst op basis van theoretische overwegingen een lijst van methoden en technieken die bij verschillende situaties in aanmerking komen. Daarbij wordt voor de meest relevante opties een eerste beoordeling van de haalbaarheid gegeven. Tevens bevat het rapport een aantal voorbeelden van concrete situaties waarbij de beschreven opties zouden kunnen worden toegepast.

De beschreven opties liggen op het vlak van het stimuleren van (microbiologische) afbraak van organische verontreinigende stoffen (inclusief dechlorering), de concentrering van metalen in planten, het vastleggen van metalen, of organische verontreinigende stoffen (adsorptie aan diverse materialen, cementering, vitrificatie) en het beperken van advectieve verspreiding naar grond- of oppervlaktewater (bijvoorbeeld door het afdekken van de bodem, of door hydrologische isolatie van een waterloop). Soms kan ook het achterwege laten van een ingreep als de meest wenselijke optie naar voren komen.

Diverse gevallen worden geschetst waarbij een in-situ aanpak wenselijk lijkt. Daarbij gaat het om situaties waarbij een meer conventionele aanpak (veelal baggeren) niet doelmatig is, of tot grote schade aan natuurwaarden leidt. Voorwaarde voor een in-situ aanpak is dat bestaande, of met de in-situ aanpak geïntroduceerde nieuwe (korte- of lange-termijn)risico’s acceptabel zijn. De mogelijkheden om de snelheid van biologische afbraakprocessen in-situ te verhogen zijn beperkt. Voor kleine watersystemen zijn er wellicht wel mogelijkheden om maatregelen te treffen waardoor aan de met aërobe processen gepaard gaande zuurstofvraag kan worden voldaan. In sommige gevallen is het denkbaar dat de omstandigheden voor reductieve dechlorering worden geoptimaliseerd. Dit is met name het geval, indien de betreffende waterloop (tijdelijk) van de aangrenzende watersystemen kan worden geïsoleerd. Voor het vastleggen van verontreinigende stoffen door adsorptie kan worden gedacht aan het toepassen van kleischermen, of kleilagen waaraan eventueel toeslagstoffen zijn toegevoegd; specifiek voor metalen kan phytostabilisatie op langere termijn mogelijkheden bieden. De advectieve verspreiding naar grond- en oppervlaktewater kan worden verminderd door middel van afdekken ("capping") van de verontreinigde bodem met een kleilaag, waaraan eventueel ook stoffen (organische stof, of zuurstofleverende verbindingen (ORC’s) kunnen worden toegevoegd om de sorptiecapaciteit te verhogen, dan wel de biologische afbraak te stimuleren.

De haalbaarheid van de geïdentificeerde opties is in zijn algemeenheid moeilijk in te schatten. Steeds zullen de effecten op het aquatische ecosysteem in rekening moeten worden gebracht. In concrete gevallen, waarbij een conventionele aanpak op grote bezwaren stuit, zal een op de heersende omstandigheden toegespitst onderzoek uitsluitsel moeten geven over de haalbaarheid van een alternatieve (in-situ) aanpak. Indien bepaalde opties dan perspectiefvol blijken te zijn voor praktische toepassing, kan als vervolgstap een praktijkproef worden uitgevoerd.

Aanbevolen wordt om als vervolg op deze studie een workshop te organiseren, waarin een aantal deskundigen praktijkgevallen aandragen. Uit deze praktijkgevallen kunnen vervolgens enkele cases worden geselecteerd, die nader worden uitgewerkt en in een samen te stellen panel van deskundigen worden becommentarieerd. Dit moet resulteren in een heldere probleemanalyse, inzicht in de inspanningen die nodig zijn om tot toepassing in de praktijk te komen en zo mogelijk een concreet onderzoeksprogramma voor nadere uitwerking van de mogelijkheden voor in-situ aanpak.

Verslag

Start workshop

Bij de start van de bijeenkomst worden de circa 60 aanwezigen onaangekondigd door middel van een kleurensticker op hun badge ingedeeld in vier groepen. Verder is informatie beschikbaar voor de deelnemers in de vorm van samenvattingen van presentaties en/of sheets en brochures.

Doel bijeenkomst

Bij de opening en het welkomstwoord door Johan van Veen als voorzitter van deze middag wordt aansluitend het doel van de middag uiteengezet. In opdracht van PGBO is door BOdemBeheer bv in samenwerking met TNO-MEP een perceptie-onderzoek uitgevoerd bij verschillende groeperingen in Nederland, die een bepaalde affiniteit hebben met waterbodems, over de (on)mogelijkheden van een in-situ aanpak in geval waterbodemverontreinigingen een ingreep noodzakelijk maken. De resultaten hiervan zijn vervolgens geïnterpreteerd, aangevuld met eigen kennis en in een logisch kader geplaatst. Het eindresultaat roept beelden op waaruit je zou kunnen concluderen dat in bepaalde situaties en onder bepaalde omstandigheden zeker mogelijkheden aanwezig (zouden moeten) zijn voor een in-situ aanpak. Het doel van de workshop is om de resultaten van de studie te presenteren en om vervolgens de beelden over het toekomstperspectief te toetsen aan de perceptie van de deelnemers. Daarbij kan afsluitend worden geïnventariseerd of er bij enkele probleembezitters een zodanig warm gevoel is gaan ontstaan dat men bereid is om bepaalde cases voor te dragen om aan een nadere beschouwing te onderwerpen en te toetsen op de potentie voor een in-situ aanpak.

Resultaten PGBO studie

Voor de belangrijkste resultaten van de uitgevoerde PGBO studie, zoals deze door Johan van der Gun worden uiteengezet, wordt verwezen naar de Samenvatting van deze studie, die als bijlage aan dit verslag is toegevoegd. Aanvullend hierop worden kort nog toegelicht de belangrijkste resultaten uit de praktijk met gecombineerde ex-situ landfarming/fytoremediatie en de ontwikkelingen daarvan richting in-situ aanpak alsmede ex-situ immobilisatie.

Discussieresultaten uit vier groepen

In vier groepen is gediscussieerd over vragen als: Met welke typen problemen is men in de praktijk al geconfronteerd geweest waar baggeren geen oplossing was, is of zal zijn? Hoe is men hiermee omgegaan of welke ideeën bestaan daarover? Wat zijn de gevoelens over de 10 door Van der Gun geschetste opties/principes (zie tabel 1) en welke kansen en bedreigingen worden daarbij gezien? Op welk vlak worden de grootste problemen verwacht ten aanzien van de toepassing in de praktijk en wat is nodig om een en ander haalbaar te maken in geval wel theoretisch/technologisch mogelijkheden worden gezien?

//Groep van der Gaast://

  • Fytoremediatie kan werken, maar extractie van metalen valt tegen. Er zijn veel onderzoeksprojecten uitgevoerd: het zou zinvol zijn deze te evalueren.
  • Deze projecten zijn i.h.a. gericht op demonstratie van de techniek, zonder dat er voldoende duidelijkheid is over de onderliggende procesmechanismen. Vaak ontbreekt het aan het uitvoeren van goede controle-experimenten.
  • Hoewel het concept aantrekkelijk is, dreigt de techniek dood te bloeden door gebrek aan inzicht in het proces dat zich in de waterbodem afspeelt. Meer inzicht kan helpen in het vinden van de sleutelfactoren en de kwetsbare punten. Het kan bijvoorbeeld helpen de factor die beperkend is voor het succes te achterhalen.
  • Een algemeen gedeelde mening is, dat beide sporen (demonstratieprojecten inclusief voldoende controle-experimenten en wetenschappelijke onderzoek voor vergroting van het inzicht) parallel naast elkaar moeten worden gevolgd.

Op de vraag of biologische afbraak toekomst lijkt te hebben, kwamen de volgende reacties:

  • Een combinatie van gestimuleerde biologische afbraak en verder niet ingrijpen kan in bepaalde situaties zeker een geschikte optie zijn. Een mogelijkheid is ook de afbraak van natuurlijke, laagmoleculaire restproducten te stimuleren. Hierdoor zouden sorptieplaatsen kunnen vrijkomen die eerst door deze verbindingen worden bezet en na de afbraak beschikbaar zijn voor organische microverontreinigingen.
  • Ook worden mogelijkheden gezien in een combinatie van microbiologische afbraak en biologische afbraak door het aanbrengen van beplanting. Een voordeel boven de fyto-extractie van metalen is, dat er geen verbranding van geoogste planten nodig is. Voor de aanpak van metaalverontreiniging kan worden gedacht aan sulfidische precipitatie, zoals in "wetlands" (reiniging van afvalwater uit mijnen) wordt toegepast. Hieraan zou bijvoorbeeld bij de herinrichting van uiterwaarden (projecten in het kader van het vergroten van de ruimte voor de rivieren) kunnen worden gedacht. Wellicht is de techniek ook toepasbaar in grootschalige baggerspeciedepots.
  • Wat betreft de optie van "niet ingrijpen" moet worden opgemerkt, dat dit wel dient samen te gaan met het uitvoeren van een goed onderbouwd monitoring programma.

Overige opmerkingen:

  • In het gebied van het zuiveringsschap Rivierenland is een locatie aanwezig met cresolenverontreiniging, die mogelijk in aanmerking komt voor een in-situ aanpak (bijvoorbeeld het toepassen van adsorptieknikkers).
  • Fosfaatfixatie met FeCl

    3

    is in het verleden zonder succes uitgeprobeerd in de Reeuwijkse plassen, maar wordt wel toegepast als waterzuiveringstechniek, bijvoorbeeld in de Nieuwkoopse plassen.
  • De urgentie van het probleem met betrekking tot zware metalen lijkt nu minder hoog te zijn, als gevolg van de verhoging van de laatste MTR-waarden.
  • Markteconomisch gezien zal een in-situ aanpak naar verwachting niet interessant zijn. In een aantal gevallen kan je door middel van biologische afbraak wel een kostenvoordeel halen, met name als het materiaal van klasse 3 naar klasse 2 kan worden gebracht en het als gevolg daarvan op de kant mag worden gebracht.
  • Door verschillende aanwezigen wordt opgemerkt dat het SKB zich sterk lijkt te richten op de korte termijn. Dit komt o.a. tot uiting in het feit dat er geen prioriteit wordt toegekend aan fytoremediatie (behalve wellicht voor het vastleggen van zware metalen), zie ook de SKB-discussienotitie "Keuzes maken binnen het werkveld technologie", september 1999.

 

//Groep Van der Gun://

  • Binnen de groep is alleen ervaring met het genoodzaakt zijn om naar alternatieven te kijken bij waterlopen waarbij door baggeren stabiliteitsproblemen van de oevers dreigen te ontstaan. In deze situaties wordt dan wel gewerkt met capping.
  • Als algemene problemen worden aangemerkt het ontbreken van marktperspectief ook al zouden theoretische mogelijkheden kunnen worden omgezet naar technologische concepten. Storten blijft beleidsmatig een zeer belangrijke optie (80% van het potentiële aanbod), zodat de aandacht vanuit de praktijk zich primair daarop zal blijven richten. Ook vanuit de vergunningen sfeer zullen zeer grote belemmeringen aanwezig blijven.
  • Incidenteel zullen echter wel mogelijkheden aanwezig blijken te zijn daar waar baggeren niet kan (obstakels, stabiliteitsproblemen), ondoelmatig is (zeer dunne lagen) of ongewenst is (hoge natuurwaarden). Per geval bekijken wat de mogelijkheden zijn. Er is geen algemeen toepasbare in-situ oplossing

Op de vraag betreffende de gevoelens over de verschillende opties/principes komt het volgende beeld naar voren:

Biologische reiniging:

  • mogelijkheden zeer beperkt. Aërobe afbraak geen optie, ook niet door toevoeging van allerlei hulpmiddelen. Anaërobe afbraak is in sommige gevallen een optie;
  • vaak cocktail van verontreinigingen die niet allen biologisch afbreekbaar zijn (zware metalen).

Capping:

  • in bepaalde situaties een optie. Bijvoorbeeld bij overdiepte in havens of inhammen van kanalen/rivieren;
  • vraagtekens bij lange termijn effecten i.v.m. erosie;
  • geen oplossing van het probleem, korte termijn politiek.

Immobilisatie:

  • techniek nog niet ontwikkeld;
  • geen oplossing van het probleem, slechts beperking verspreiding.

Fytoremediatie:

  • in specifieke gevallen toepasbaar (helofyten+fosfaat; natuurontwikkeling);
  • toepassing voor waterbodems die sterk zijn verontreinigd met zware metalen onwaarschijnlijk.

Monitoring

  • geen oplossing maar beheersing van problemen;
  • eerst meer inzicht in risico’s van waterbodemverontreinigingen (gebiedsgericht);
  • toepasbaar indien uit risicoevaluatie komt dat er geen directe risico’s zijn. Bestaan er wel risico’s, dan andere probleemoplossende aanpak kiezen.

Als toekomstvisie voor in-situ waterbodemsanering bestaan de volgende beelden:

  • er is waarschijnlijk geen (grote) markt voor in-situ waterbodemsanering;
  • monitoring lijkt een kansrijke optie. Een vereiste is echter dat er eerste meer inzicht komt in de actuele risico’s van waterbodemverontreinigingen, waarbij gebiedsgerichte differentiatie essentieel is. Daarnaast dient veel meer inzicht te komen in de processen die zich in de waterbodem afspelen;
  • andere in-situ saneringstechnieken zoals capping en beplanting/fytoremediatie zullen in specifieke gevallen zeker kansrijk zijn.

//Groep Weenk://

"De resultaten van de discussie in deze groep zijn doormiddel van steekwoorden weergegeven. De belangrijkste constateringen zijn:"

  • er bestaat veel verwarring over de "in-situ" definitie. In de praktijk is door aanvoer van schoon slib/zand vaak al sprake van natuurlijke capping. Wel wordt gesteld dat deze natuurlijke afzettingen vaak nog van onvoldoende kwaliteit zijn, maar bij een systeembenadering komt dit aspect wel boven water;
  • saneringen uitsluitend vanuit een milieuhygiënische noodzaak komen in de praktijk nauwelijks voor en krijgen dan nog vaak een lage prioriteit;
  • risico's zijn moeilijk te kwantificeren of te voorspellen met modellen, waardoor er betrekkelijk weinig aandacht voor is;
  • er ontbreekt nog veel kennis over (autonome) processen in de waterbodem;
  • van belang is potentiële en feitelijke risico's in kaart te brengen en maatregelen en/of beheersing van de situatie daarop af te stemmen;
  • in-situ sanering kan in de praktijk interessant zijn in combinatie met bijvoorbeeld een verwijdering van de toplaag;
  • waterbeheer is te gebruiken om metalen te immobiliseren, bijvoorbeeld door toelating van zoute kwel;
  • door het ontbreken van voorspel/kwantificeer kennis is monitoring nodig, zowel van concentraties, biobeschikbaarheid, blootstelling en bioassays als veldwaarnemingen van effecten op organismen;
  • bij opname van zware metalen door bijvoorbeeld riet of koolzaad moet je ook rekening houden met de doorvergiftigingsrisico's. RWS heeft een bruikbaar model daartoe.

Algemeen werd geconcludeerd dat er op onderdelen wel proceskennis aanwezig is over in-situ sanering, maar dat dit samengebracht zou moeten worden tot een totaalbeeld. Nader onderzoek is dus zeker nodig.

Verder wordt gepleit om nu snel over te gaan tot praktijkproeven en dit te combineren met een goed monitoringprogramma ten behoeve van het krijgen van inzicht in de bodemprocessen!

//Groep Van Veen://

In deze groep worden een aantal zaken genoemd die ook bij de andere groepen naar voren zijn gekomen. Praktijkervaringen met echte in-situ technieken zijn niet aanwezig binnen de groep. Wel worden ex-situ ervaringen genoemd met een aantal van de 10 genoemde opties/principes (zie tabel 1) onder andere bij behandeling in depots. Aanvullend wordt nog het volgende vermeld:

  • de (ad hoc) ervaringen die nu zijn opgedaan bij behandeling in (kleine) depots zouden verder uitgebouwd kunnen en ook moeten worden naar een meer gestructureerde in-situ aanpak van verontreinigingen in grootschalige depots;
  • een in-situ aanpak in grote havengebieden wordt niet voor mogelijk gehouden;
  • voor zoetwater getijde gebieden, zoals de Hollandsche IJssel en de Biesbosch worden wel mogelijkheden voor een in-situ aanpak gezien;
  • neveneffecten zullen een belangrijk aandachtspunt moeten zijn bij een verdere beschouwing over de praktische haalbaarheid. Kennis van de specifieke processen die zich in de waterbodem afspelen is essentieel.

Plenaire terugkoppeling

Bij de plenaire terugkoppeling krijgen de deelnemers de gelegenheid om met de opgedane aanvullende informatie hun gevoelens of verwachtingen ten aanzien van een mogelijk toekomstperspectief in kaart te brengen. Uitgangspunt zijn de 10 opties/principes van Van der Gun.
De deelnemers krijgen allemaal drie stickers die geplaatst kunnen worden achter de naar verwachting meest perspectiefvolle opties. De probleemhebbers en de technologieaanbieders krijgen elk een aparte kleur om een eventuele differentiatie bij de conclusies mogelijk te maken.
Niet alle stickers hoeven te worden geplaatst. Als we helemaal niets zien zitten plaatsen we geen stickers. Ook bestaat de mogelijkheid om drie stickers bij één optie te plaatsen.
Het plaatje over de technieken die "we wel zien zitten" komt er na het plakken van de stickers uit te zien zoals in tabel 1 staat weergegeven.

 

Tabel 1: Perceptie ten aanzien van potentieel haalbare in-situ technieken

Principes/optiesProbleemhebbers

1)

Technologie-aanbieders

1)

Stimuleren microbiologische afbraak (4) * (17)
Stimuleren microbiologische reductieve dechlorering(0) (4)
Stimuleren biologische afbraak   (4) (13)
Stimuleren biologische concentrering en verwijdering(0) (6)
Mobiliseren van verontreinigende stoffen(0)(0)
Chemische omzetting(0)(0)
Vastleggen van verontreinigende stoffen (immoblisatie) *  (3) (13)
Beperken advectieve verspreiding stoffen opp. water (4) * (5)
Beperken advectieve verspreiding stoffen grondwater(0)(0)
Niet ingrijpen en monitoren (4) (10)


1) De verhouding aanwezige probleemhebbers/technologie-aanbieders was ongeveer 2:5

Uit dit overzicht komen als potentieel het meest kansrijk naar voren:

  • De microbiologische en biologische technieken;
  • Het vastleggen van de verontreinigende stoffen (door planten);
  • Het niet ingrijpen maar monitoren van processen gericht op n.a. en effecten;
  • Het cappen gericht op risicoreductie ten aanzien van het aquatisch ecosysteem.

Vervolg

Op de vraag van de voorzitter of er geïnteresseerden zijn met een concreet praktijkprobleem, waarvan men het de moeite waard vindt om deze eens te toetsen aan de aangemerkte kansrijke principes/ opties, komen spontaan drie aanmeldingen naar voren. In de voorbereidingsfase waren al twee aanmeldingen binnengekomen, zodat over vijf concrete probleemsituaties kan worden beschikt die nader verkend zouden kunnen worden ten aanzien van alternatieve saneringswijzen. De voorzitter stelt voor om vanuit de opdrachtnemers van de genoemde PGBO studie het initiatief te laten nemen richting de geïnteresseerde vijf partijen. Na een informatief bilateraal gesprek over elk van de probleemsituaties kunnen deze worden voorbereid voor een discussie binnen een in te stellen deskundigen panel (zonder aanvullend onderzoek). Deze stap is aan te merken als definitiestudie voor een mogelijke verdere verkenning met eventueel noodzakelijk onderzoek. Het deskundigenoverleg, waarin de probleemhebber een belangrijke rol zal vervullen, kan resulteren in een projectvoorstel voor nader onderzoek binnen SKB kader. De definitiestudie zal ook worden aangekaart bij SKB.
De voorzitter hoopt dat snel vervolgstappen kunnen worden genomen, zodat bij de volgende Baggernet bijeenkomst al voorlopige resultaten kunnen worden gemeld over de ontvangst bij SKB en/of de inhoudelijke voortgang.

J. van der Gun
BodemBeheer bv
oktober 1999

Download

Samenvatting workshop 23 september, J. van der Gun (17 KB)
Verslag workshop 23 september
, J. van der Gun (61 KB)