project

Uitloging van het geochemisch buffervermogen in de ondergrond

Expert(s):
ir. Martin van der Schans, dr. Bas van der Grift

  • Startdatum
    01 jan 2018
  • Einddatum
    30 sep 2019
  • Opdrachtgever
    Bedrijfstakonderzoek
  • samenwerkingspartner(s)

Het geochemische buffervermogen van de ondergrond helpt om verontreinigende stoffen af te breken voordat deze drinkwaterwinningen bereiken. Wel komen hierbij reactieproducten vrij die soms een groter probleem voor de zuivering van drinkwater vormen dan de oorspronkelijke verontreiniging, zoals toename in de hardheid van het grondwater. Via een literatuurstudie is in beeld gebracht wat er momenteel bekend is over geochemische uitloging.

Uitloging brengt buffervermogen ondergrond in gevaar

Dankzij een geochemisch buffervermogen heeft de ondergrond in Nederland en Vlaanderen op veel plaatsen de eigenschap om op natuurlijke wijze bepaalde agrarische en industriële verontreinigingen, zoals zwavelzuur, nitraat, gechloreerde koolwaterstoffen en pesticiden, tegen te houden of af te breken. Tegelijkertijd kunnen door deze bufferreacties ook problemen ontstaan, zoals een verslechterende waterkwaliteit, de noodzakelijke inzet van meer geavanceerde in plaats van eenvoudige zuiveringstechnieken of een toename van de ernst en het aantal gevallen van chemische putverstopping. Omdat tijdens de geochemische processen een veelal onomkeerbare uitloging van de bodem optreedt, kan het bufferend vermogen ervan afnemen en ondervinden drinkwaterbedrijven hiervan de gevolgen. Aangezien de drinkwatersector door activiteiten zoals grondwaterwinning, kunstmatige infiltratie, oeverfiltratie, ondergrondse ontijzering en ASR, (mede)verantwoordelijk is voor de uitloging van het bufferend vermogen, is het belangrijk om hier meer inzicht in te krijgen. Dit onderzoek draagt hieraan bij door in beeld te brengen wat de huidige inzichten zijn over de uitloging van het geochemisch buffervermogen van de ondergrond en de effecten hiervan op de waterkwaliteit.

Reactieve bestanddelen beschermen de bodem

Uit de inventarisatie blijkt dat de ondergrond in Nederland meestal voldoende reactieve bestanddelen bevat om pompputten gedurende tientallen tot honderden jaren te beschermen tegen doorbraak van verzurende en oxiderende stoffen of (an)organische microverontreinigingen. Dit geldt voor zowel regionale grondwatersystemen als kunstmatige infiltratiesystemen die te maken hebben met veel hogere stroomsnelheden. Voor de grondwaterkwaliteit kunnen reactieproducten van geochemische bufferreacties (Ca, Fe, SO4, sporenelementen zoals arseen) voor grotere problemen zorgen dan het opraken van de buffer zelf. De reactieproducten kunnen ongewenste effecten hebben zoals extra zuiveringsinspanning, en in sommige gevallen ook putverstopping. De risico’s en extra kosten hiervan zijn tot nu toe vaak onderbelicht gebleven.

Betrouwbare veldmetingen gewenst

De resultaten kunnen bijvoorbeeld aanleiding geven om in specifieke situaties het geochemisch buffervermogen van de onder grond te vergroten, zoals bij ondergrondse zuivering van grondwater en in het beheer van sliblagen in infiltratiebekkens.

Om de macro-chemische grondwatersamenstelling en het gedrag van sporenelementen en organisch microverontreinigingen in grondwater te kunnen voorspellen, hebben drinkwaterbedrijven gegevens nodig over de geochemische samenstelling en reactiviteit van de ondergrond. Het gaat hierbij met name om gehaltes en reactiviteit van SOM, pyriet, Fe-hydroxides, sideriet, kalk en kleimineralen. Deze parameters worden bijna nooit gemeten. Het is dan ook wenselijk om aanvullende veldmetingen uit te voeren. Dit kan overigens goed gecombineerd met het vervangen of de aanleg van nieuwe winputten en peilbuizen.

Illustratie van geochemische reacties bij ondergrondse waterberging.