Gent (België) - Ontwerp reactieve mat voor sanering rivier
Highlights
- Kwantificeren van de verdeling van de instroom over de lengte van het kanaal
- Uitwisseling tussen grondwater en oppervlaktewater meten
- Monitoring van de effectiviteit van de barrière
- Voorkomen van meer risico en schade voor receptoren stroomafwaarts
Situatie
PAH, BTEX, Minerale olie
Bron: Industrie
Partners: Vlaamse overheid, Tauw, Jan De Nul, TTEconsult, EniSSa
Locatie: Gent, België
Het Interreg RESANAT project promoot nature-based remediatie technieken voor restverontreiniging. Het project bestaat uit een grootschalige veldtest van een reactieve mat (natuurlijke buffer) in een stadsgracht die wordt bedreigd door grondwaterverontreiniging. De verontreiniging is afkomstig van voormalige industriële activiteiten op de oever. De verontreiniging migreert met het grondwater naar het oppervlaktewater, wat verspreidings- en ecologische risico's met zich brengt. Door meting van het grondwater en de massaflux kunnen stromingspatronen worden vastgesteld en kan de vuilvracht naar het oppervlaktewater worden bepaald. Op basis van de meetresultaten worden de meest geschikte saneringstechnieken en -materialen geselecteerd. De resultaten hielpen onze partner bij het dimensioneren van een reactieve mat die als barrière zal dienen.
Sampling
In 2019 was herstel van de afwateringscapaciteit van het kanaal nodig en werd het sediment uitgebaggerd. Door het baggeren van het kanaal nam de afvoercapaciteit toe en de adsorptie van verontreiniging af. Het leidde tot een toename van de verontreiniging in het oppervlaktewater. De horizontale flux van grondwater en verontreiniging werd gemeten voor en na het baggeren. Horizontale flux samplers werden geïnstalleerd op 2 diepten, in bestaande peilbuizen in de oever van het kanaal. Aanvullende verticale fluxen, naar boven en naar beneden, werden na het baggeren gemeten in het sediment van het kanaal. In een eerste fase werden op 30 plaatsen digitale fluxmetingen van het grondwater uitgevoerd. De resultaten zijn in real time beschikbaar. Op basis van deze metingen werden 10 locaties geselecteerd om samplers te installeren om de verticale flux over een langere periode te meten. De fluxmetingen leverden nuttige informatie op over de spreiding van de instroom over de lengte van het kanaal en het effect van verdunning en afbraak stroomafwaarts en maakten het mogelijk het conceptuele sitemodel te verbeteren.
"Fluxmetingen leverden nieuwe inzichten op over de verspreiding van de verontreiniging in het kanaal, de aanwezigheid van hot spots, de afbraak en de verdunning die stroomafwaarts plaatsvindt." - Tobias Praamstra (TAUW)
Challenges
Hoe kan de instroom van verontreiniging in het kanaal en het nabijgelegen stedelijk gebied worden gemeten?
- Verandering van instroom van verontreiniging door baggeren
- Uitwisseling van grondwaterverontreiniging naar oppervlaktewater
- Doeltreffendheid van de geïnstalleerde barrière
Solutions
De grondwaterstroom is toegenomen door het uitbaggeren van het kanaal. Bij traditionele staalnames wordt alleen de concentratie in het grondwater gemeten.
- Fluxmetingen tonen de toename van de stroom van de verontreiniging. Het is een relevante maatstaf voor het risico voor de receptor, in dit geval het water in het kanaal.
- De horizontale en verticale flux worden gemeten in peilbuizen op de oever en rechtstreeks in het sediment van het kanaal.
- Op basis van de fluxmetingen - hoge en lage fluxzones van grondwater en verontreiniging - wordt het kanaal in segmenten verdeeld om de saneringsmetingen te differentiëren, wat doeltreffender is.
- Fluxmetingen na installatie toonden aan dat de reactieve mat werkte als een echte barrière en dat de efficiëntie ervan 95% bedroeg.
Resultaten
De grondwater- en massaflux vóór het baggeren was vrij laag. Fluxmetingen toonden een significante toename van de grondwaterflux na het baggeren. De gemeten BTEX-flux in de peilbuizen in de oevers nam tot 15 keer toe in vergelijking met de flux vóór het baggeren. De PAH-flux nam tot 3 keer toe. Na het baggeren is een extra flux van minerale olie gemeten. De minerale olieverbindingen werden gemobiliseerd na het baggeren.
In het sediment van het kanaal was de flux overwegend opwaarts, van grondwater naar oppervlaktewater. De flux varieerde sterk door de heterogeniteit van het sediment en de kenmerken van het kanaal. Het gebruik van passieve massafluxbemonstering in combinatie met real-time continue stroomsnelheids- en richtingsmetingen met digitale sensoren maakte het mogelijk de uitwisseling op het grensvlak tussen grondwater en oppervlaktewater te karakteriseren en verhelderende inzichten te verkrijgen in de dynamiek die de waterkwaliteit beïnvloedt. De gegevens leidden tot een effectief saneringsontwerp.
Op basis van de grondwater- en massafluxgegevens werd duidelijk op welke punten gerichte actie nodig was. Met de meetgegevens kon de rivier in drie segmenten worden verdeeld, met elk hun eigen dimensies voor de ontwikkeling van een saneringsontwerp op basis van de natuurlijke kenmerken, namelijk drainagecapaciteit, natuurlijke adsorberende stoffen en biologische werking om de instroom van verontreiniging op te vangen en de waterkwaliteit te verbeteren.
Daarnaast is een monitoringplan ontwikkeld waarin de effectiviteit en de voortgang worden gemeten van de sanering met fluxmetingen.