Massaflux bepalen van gechloreerde koolwaterstoffen (VOCl) in een hydrogeologisch uitdagende regio

Highlights

  • Inzicht in verspreidingspatroon in een sterk heterogene ondergrond
  • Verticaal grote variatie in flux op korte afstand
  • kwantificeren van de vuilvracht in de verschillende bodemlagen
  • Validatie studie 

Situatie

Gechloreerde solventen (VOCI)

Bron: Industrie productie site

Partners: éOde, OFEV, Canton du Jura, Institut Géotechnique, Ineris

Locatie: Jura, Zwitserland

De locatie is gelegen in het kanton Jura, te Zwitserland. Het betreft een voormalig productie site met een lange geschiedenis. De site is gelegen op een perceel met een oppervlakte van 6500 m². In het verleden zijn op verschillende locaties verontreinigingen met gechloreerde solventen ontstaan die nu gesaneerd moeten worden. 

Aanvullend op de traditionele concentratiemetingen zijn begin 2020 iFLUX metingen uitgevoerd om een beter inzicht te krijgen in de dynamiek van het grondwater en de verontreiniging in een sterk heterogene bodem. Het onderzoek was daarnaast een validatiestudie voor de fluxmetingen van Iflux. Het rapport van deze validatiestudie is terug te vinden op de website van de Zwitserse administratie (https://www.bafu.admin.ch/bafu/fr/home/themes/sites-contamines/publications-etudes/etudes.html). Aanvullend is door éOde onderzoek uitgevoerd naar de microbiologie ter bepaling van afbraakpotentieel. 

De ondergrond op deze locatie is zeer heterogeen, met onder de toplaag alluviaal materiaal, bestaande uit grind, zand en leem en daaronder een lemig zandig pakket dat onderaan begrensd wordt door molasse. De molasse is lokaal licht tot sterk verweerd op de grens met het lemig zand. De grondwatertafel bevindt zich op ca. 3 m -mv en de niet- watervoerende molasse op ca. 10 m -mv.

Sampling

In totaal zijn 31 iFLUX samplers geplaatst bestaande uit telkens een gronwaterflux cartridge en een om de VOCI flux te bepalen. Deze werden geïnstalleerd op 18 locaties. De peilbuizen liggen op 3 transecten loodrecht op de verwachtte stromingsrichting (BB’, CC’ et DD’) en één transect parallel (EE’) met de stromingsrichting. 

De samplers zijn geplaatst op 14/01/2020 en opgehaald op 11/02/2020. De bloostellingstijd, bepaald op basis van de beschikbare gegevens van concentraties en geohydrologische eigenschappen bedroeg ca. 29 dagen. 

Figuur 1: Locatie met aanduiding van de bronzone, peilbuizen en transecten waar de iFLUX samplers zijn geplaatst. ©eOde

Met behulp van iFLUX samplers is meer inzicht verkregen in de verspreiding van de verontreiniging en de grote verschillen in het diepteprofiel ten gevolge van de contrasterende hydrolgeologische context. Daarnaast zijn de IFLUX samplers eenvoudig te installeren.


Challenges

Onduidelijkheid in heterogene ondergrond

    • Sterk heterogene bodemopbouw
    • Bronnen en kernzones van de verontreiniging niet eenduidig gekend, gezien de historiek van het terrein 
    • Verspreiding en afbraakpotentieel van de verontreiniging niet in kaart gebracht

Solutions

Fluxmetingen voor identificatie bronzones en stroombanen

      • Massa- en waterflux ter identificatie van bronzones
      • Meten op verschillende dieptes en afstanden om preferentiële stroombanen te bepalen
      • Bepalen van microbiologie, fluxen van moeder- en afbraakproducten in het grondwater om een beter inzicht te krijgen in afbraakpotentieel van de verontreiniging

Resultaten

Grondwater flux

De gemeten grondwater snelheid varieert van 15 tot 107 cm/dag. De hoogste grondwaterflux is gemeten in de alluviale afzettingen (gemiddeld 72 cm/dag) ten opzichte van een iets lagere snelheid in de formatie met lemig zand en onderaan de verweerde molasse (gemiddeld 38 cm/dag). 

De grondwater- en massafluxen kunnen verticaal sterk variëren  op korte afstand.

Figuur 2: verticaal profiel met de grondwater en massa flux ter hoogte van FCR26 en FCR 25, beiden gelegen nabij transect CC’.


Massaflux

De VOCl fluxen in de verschillende cartridges varieert sterk, nl. van  8 tot 6211 mg/m²/dag. Globaal zijn hogere fluxen aangetroffen aan puur product, nl. PCE. Dit zakt uit en verspreidt zich in de diepere formatie met lemig zand en de verweerde molasse. Stroomafwaarts zijn afbraakproducten aangetroffen, zij het globaal in minder mate dan het puur product. De afbraakproducten komen vnl. voor in de alluviale afzettingen in minder mate in de onderliggende formatie met lemig zand en de verweerde molasse. De hoge massa flux in transect CC’ wijst op de aanwezigheid van een bijkomende bronzone tussen transecten BB’ en CC’. Lokaal (FCR 26) is op diepte een hoge massa flux aangetroffen ten opzichte van een lage grondwater flux. Dit wijst op de aanwezigheid van DNAPL.

Figuur3: De site met aanduiding van de gemeten massaflux


Vuilvracht

Met behulp van statistische interpolatie (uitgevoerd door éOde) is de vuilvracht doorheen de transecten bepaald. Er zijn duidelijk zones waardoor een hoge vuilvracht zich verplaatst. De totale VOCl-vracht in de onderste formatie met lemig zand en verweerde molasse is net iets hoger dan deze in de alluviale afzettingen. Dit in tegenstelling tot de globaal lagere grondwaterstroming in de diepere formatie wat wijst op plaatselijke accumulatie zones van verontreiniging en mogelijke aanwezigheid van (secundaire) bronzones.