Grote groepen van technieken kennen + randvoorwaarden !!!
Bodem
1. Inleidende begrippen (bodem, stofgedrag, wettelijk kader)
1.1. Eigenschappen van de bodem
Elke bodem is uniek afhankelijk van de bodemopbouw
Bodems zijn meestal niet homogeen, en zijn ze heterogeen gelaagd. Maar in de Kempen zijn er wel grote
homogene pakketten te vinden.
• onverzadigde zone (vadose = grond +
bodemlucht)
• verzadigde zone (grond + grondwater)
• capillaire opstijgzone
• door schommelingen in het grondwaterpeil kan
het overgangsgebied afwisselend in de
verzadigde en de onverzadigde toestand
verkeren
1.1.1. Bodemopbouw
(1) Korrelgroottefracties (2) Bodemtextuur
Klei < 2 µm Textuurdriehoek
Leem 2 - 50 µm
Zand 50 - 2.000 µm
Grind > 2 mm (2.000 µm)
(3) Bodemopbouw
- Homogeen (zelfde bodemsoort)
- Heterogeen (≠ bodemsoorten)
- Gelaagdheid
,Grote groepen van technieken kennen + randvoorwaarden !!!
1.1.2. Stroming van grondwater
1.1.3. Verspreiding via grondwater: doorlatendheid
• Meter per dag doorlatendheid
• Standaardgradiënt per dag
• Zand heeft goede doorlatendheid
• Links = kleine deeltjes
• Rechts = grote deeltjes
• Hoe kleiner de deeltjes, hoe lager de
doorlatendheid
= doorlatendheid is bepaald door pakking en
porositeit (poriënvolume/totaal V)
1.2. Verontreinigingen
Groepen van verontreinigingen met gelijkaardige eigenschappen en gelijkaardige aanpak van de sanering:
» VOS (vluchtige organische stoffen) bv. BTEX, VOCL
» SVOS (semi-vluchtige organische stoffen) bv. minerale olie, PAK
» Zware metalen (Hg, Pb, As, Cd, Zn, Ni, Cu, Cr)
» Overige anorganische verbindingen (bvb cyaniden, zuren)
» Explosieven (nitro-aromaten)
» Herbiciden en pesticiden
Vaak combinaties van verontreinigingen uit diverse afvalstromen
,Grote groepen van technieken kennen + randvoorwaarden !!!
1.2.1. Stofeigenschappen
• Vluchtigheid
o Dampspanning, functie van temperatuur
• Oplosbaarheid in water
• Verdeling over water en gasfase
o Wet van Henry → berekenen hoeveel stoffen in de lucht verwacht bij plek waar er
watervervuiling is
o Cg = Henry x temperatuur x concentratie van stof in liquide vorm
o
• Soortelijk gewicht
• Biologische omzetbaarheid (inert of niet)
delta concentratie / delta tijd = snelheidsconstante K
• Chemische omzetbaarheid (hydrolyse, oxidatie…)
• Thermische stabiliteit
• Elektrische lading
• Fysisch voorkomen (als deeltjes met bepaalde grootte, vloeistof, gasvormig…)
1.2.2. Sorptie
• Stoffen in de bodem kunnen zich gaan adsorberen, maar ook desorberen aan de bodemdeeltjes
• Evenwichtsconstane Kd = verhouding Cs op Cl
o Kd is afhankelijk van de hoeveelheid organische koolstof (foc)
• Cs = concentratie deeltjes in vaste fase bodem
• Cl = concentratie deeltjes in vloeistoffase
• Organische stoffen in de bodem hebben een hogere bindkracht, bv. hummus
• KOW voor elke stof uniek gaan bepalen, experimenteel te bepalen
Waterpartitiecoëfficiënt KOW
• = de octanol-water-partitiecoëfficiënt van een chemische stof is de verhouding van de concentraties
van die stof in oplossing in respectievelijk 1-octanol en water, bij gelijke temperatuur
• Hoe hoger: hoe lipofieler (DDT is heel lipofiel)
• Nieuwe stoffen: bij wet verplicht om de K OW te gaan bepalen.
, Grote groepen van technieken kennen + randvoorwaarden !!!
1.2.3. Gedrag van verontreinigingen in de bodem
• Stoffen in de microporiën worden sterker gebonden dan stoffen die oppervlakkig zijn geadsorbeerd
→ oude verontreiniging is moeilijker te verwijderen
• Door adsorptie aan bodemdeeltjes wordt verspreiding van verontreiniging vertraagd t.o.v. de
stromingssnelheid van grondwater
Retardatiefactor
• Vc (snelheid verontreiniging) = vx (snelheid grondwater) / R (vertragingsfactor)
• Hoe sterker Kd, hoe sterker de stof absorbeert aan de bodem, hoe groter de retardatiefactor
• Elke stof heeft een eigen Kd
• Soortgelijk gewicht van de bodem (ρb)
• Vertraging minder belangrijk wanneer de bodem veel poriën bevat
1.2.4. Voorkomen van verontreinigingen in de bodem
• Evenwicht tussen
o Voorkomen in de bodemlucht
o Aanwezigheid onder opgeloste vorm in het grondwater
o Adsorptie aan de bodemdeeltjes (vaste fase)
o Vloeibaar puur product (typisch organische stoffen)
o chemische neerslagen (bv zouten van metalen)
• Puur product als concentratie > oplosbaarheid in water → 2 soorten
o Drijflaag
▪ Stof is lichter dan water → afzakken tot diep in bodem
▪ LNAPL= light non aquesous phase liquid
▪ vb. petroleumkoolwaterstoffen of olieproducten
o Zaklaag
▪ Stof is zwaarder dan water → tot onder de grondwaterlaag (ondoordringbaar)
▪ DNAPL = dense non aquesous liquid
▪ vb. gechloreerde koolwaterstoffen
Bij zwaar product zakt de stof diep in in de bodem en geraakt ver verspreid → complex
1.3. Definities, normen en wetgeving
1.3.1. Definities rond bodemverontreiniging
• nieuwe bodemverontreiniging (strenger voor nieuwe verontreiniging)
• historische bodemverontreiniging (minder streng want gevolgen minder goed gekend)
• gemengde bodemverontreiniging
• bodemverontreiniging die een ernstige bedreiging vormt
o Waarbij er contact is of kan zijn tussen de verontreinigende stoffen en mensen, planten of
dieren en zeer waarschijnlijk schadelijke gevolgen
o Die waterwinning nadelig kan beïnvloeden
Bodem
1. Inleidende begrippen (bodem, stofgedrag, wettelijk kader)
1.1. Eigenschappen van de bodem
Elke bodem is uniek afhankelijk van de bodemopbouw
Bodems zijn meestal niet homogeen, en zijn ze heterogeen gelaagd. Maar in de Kempen zijn er wel grote
homogene pakketten te vinden.
• onverzadigde zone (vadose = grond +
bodemlucht)
• verzadigde zone (grond + grondwater)
• capillaire opstijgzone
• door schommelingen in het grondwaterpeil kan
het overgangsgebied afwisselend in de
verzadigde en de onverzadigde toestand
verkeren
1.1.1. Bodemopbouw
(1) Korrelgroottefracties (2) Bodemtextuur
Klei < 2 µm Textuurdriehoek
Leem 2 - 50 µm
Zand 50 - 2.000 µm
Grind > 2 mm (2.000 µm)
(3) Bodemopbouw
- Homogeen (zelfde bodemsoort)
- Heterogeen (≠ bodemsoorten)
- Gelaagdheid
,Grote groepen van technieken kennen + randvoorwaarden !!!
1.1.2. Stroming van grondwater
1.1.3. Verspreiding via grondwater: doorlatendheid
• Meter per dag doorlatendheid
• Standaardgradiënt per dag
• Zand heeft goede doorlatendheid
• Links = kleine deeltjes
• Rechts = grote deeltjes
• Hoe kleiner de deeltjes, hoe lager de
doorlatendheid
= doorlatendheid is bepaald door pakking en
porositeit (poriënvolume/totaal V)
1.2. Verontreinigingen
Groepen van verontreinigingen met gelijkaardige eigenschappen en gelijkaardige aanpak van de sanering:
» VOS (vluchtige organische stoffen) bv. BTEX, VOCL
» SVOS (semi-vluchtige organische stoffen) bv. minerale olie, PAK
» Zware metalen (Hg, Pb, As, Cd, Zn, Ni, Cu, Cr)
» Overige anorganische verbindingen (bvb cyaniden, zuren)
» Explosieven (nitro-aromaten)
» Herbiciden en pesticiden
Vaak combinaties van verontreinigingen uit diverse afvalstromen
,Grote groepen van technieken kennen + randvoorwaarden !!!
1.2.1. Stofeigenschappen
• Vluchtigheid
o Dampspanning, functie van temperatuur
• Oplosbaarheid in water
• Verdeling over water en gasfase
o Wet van Henry → berekenen hoeveel stoffen in de lucht verwacht bij plek waar er
watervervuiling is
o Cg = Henry x temperatuur x concentratie van stof in liquide vorm
o
• Soortelijk gewicht
• Biologische omzetbaarheid (inert of niet)
delta concentratie / delta tijd = snelheidsconstante K
• Chemische omzetbaarheid (hydrolyse, oxidatie…)
• Thermische stabiliteit
• Elektrische lading
• Fysisch voorkomen (als deeltjes met bepaalde grootte, vloeistof, gasvormig…)
1.2.2. Sorptie
• Stoffen in de bodem kunnen zich gaan adsorberen, maar ook desorberen aan de bodemdeeltjes
• Evenwichtsconstane Kd = verhouding Cs op Cl
o Kd is afhankelijk van de hoeveelheid organische koolstof (foc)
• Cs = concentratie deeltjes in vaste fase bodem
• Cl = concentratie deeltjes in vloeistoffase
• Organische stoffen in de bodem hebben een hogere bindkracht, bv. hummus
• KOW voor elke stof uniek gaan bepalen, experimenteel te bepalen
Waterpartitiecoëfficiënt KOW
• = de octanol-water-partitiecoëfficiënt van een chemische stof is de verhouding van de concentraties
van die stof in oplossing in respectievelijk 1-octanol en water, bij gelijke temperatuur
• Hoe hoger: hoe lipofieler (DDT is heel lipofiel)
• Nieuwe stoffen: bij wet verplicht om de K OW te gaan bepalen.
, Grote groepen van technieken kennen + randvoorwaarden !!!
1.2.3. Gedrag van verontreinigingen in de bodem
• Stoffen in de microporiën worden sterker gebonden dan stoffen die oppervlakkig zijn geadsorbeerd
→ oude verontreiniging is moeilijker te verwijderen
• Door adsorptie aan bodemdeeltjes wordt verspreiding van verontreiniging vertraagd t.o.v. de
stromingssnelheid van grondwater
Retardatiefactor
• Vc (snelheid verontreiniging) = vx (snelheid grondwater) / R (vertragingsfactor)
• Hoe sterker Kd, hoe sterker de stof absorbeert aan de bodem, hoe groter de retardatiefactor
• Elke stof heeft een eigen Kd
• Soortgelijk gewicht van de bodem (ρb)
• Vertraging minder belangrijk wanneer de bodem veel poriën bevat
1.2.4. Voorkomen van verontreinigingen in de bodem
• Evenwicht tussen
o Voorkomen in de bodemlucht
o Aanwezigheid onder opgeloste vorm in het grondwater
o Adsorptie aan de bodemdeeltjes (vaste fase)
o Vloeibaar puur product (typisch organische stoffen)
o chemische neerslagen (bv zouten van metalen)
• Puur product als concentratie > oplosbaarheid in water → 2 soorten
o Drijflaag
▪ Stof is lichter dan water → afzakken tot diep in bodem
▪ LNAPL= light non aquesous phase liquid
▪ vb. petroleumkoolwaterstoffen of olieproducten
o Zaklaag
▪ Stof is zwaarder dan water → tot onder de grondwaterlaag (ondoordringbaar)
▪ DNAPL = dense non aquesous liquid
▪ vb. gechloreerde koolwaterstoffen
Bij zwaar product zakt de stof diep in in de bodem en geraakt ver verspreid → complex
1.3. Definities, normen en wetgeving
1.3.1. Definities rond bodemverontreiniging
• nieuwe bodemverontreiniging (strenger voor nieuwe verontreiniging)
• historische bodemverontreiniging (minder streng want gevolgen minder goed gekend)
• gemengde bodemverontreiniging
• bodemverontreiniging die een ernstige bedreiging vormt
o Waarbij er contact is of kan zijn tussen de verontreinigende stoffen en mensen, planten of
dieren en zeer waarschijnlijk schadelijke gevolgen
o Die waterwinning nadelig kan beïnvloeden
