1 PRINCIPE VAN DE TECHNIEK

Microbiologische reiniging berust op de biodegradatie van verontreinigende stoffen met behulp van micro-organismen zoals bacteriën en schimmels. Daarbij wordt gestreefd naar een complete mineralisatie van de verontreinigende stoffen tot verbindingen die onschadelijk of nagenoeg onschadelijk zijn voor het milieu. Bij deze mineralisatie worden verontreinigende stoffen zoals olie en aromatische koolwaterstoffen omgezet in CO2 en water.
Afbraak van verontreinigende stoffen vindt hoofdzakelijk plaats als de verontreiniging is opgelost in de waterfase die het micro-organisme omringt. De afbraak van verontreinigende stoffen wordt bepaald door de activiteit van de micro-organismen ten opzichte van de verontreinigende stoffen. Hierbij spelen de volgende factoren een belangrijke rol:

1. de biobeschikbaarheid, dat wil zeggen de mate waarin de verontreinigende stoffen beschikbaar zijn voor omzetting door micro-organismen. De biobeschikbaarheid wordt bepaald door de:
   • oplosbaarheid van de verontreinigende stoffen in de waterfase;
   • adsorptie van de verontreinigende stoffen aan de bodemmatrix;
   • wijze van fysisch voorkomen van de verontreiniging (deeltjes, vloeistofdruppels, of op een of andere manier gebonden aan de bodemmatrix);
2. de aanwezigheid van de juiste micro-organismen;
3. de milieu-omstandigheden: de beschikbaarheid van zuurstof, aanwezigheid nutriënten, temperatuur, vochtgehalte, pH, redoxpotentiaal, afwezigheid van toxische stoffen.

Er zijn in Nederland een aantal uitvoeringsvormen operationeel:

1. landfarming.
2. reiniging in kassen of hallen waarin zonder of met verwarming (via de vloer, lucht of water) wordt gewerkt.
3. slurryreactor.

Biologische reiniging is geschikt voor de eenvoudig afbreekbare verontreinigende stoffen zoals minerale olie en de laag-ringige-PAK. De binnen een economisch relevante termijn te bereiken eindconcentraties zijn afhankelijk van de ingangsconcentraties.

2 TOEPASSINGSGEBIED EN VALIDATIE

2.1 Toepassingsvoorwaarden

Voorwaarden voor toepassing van biologische reiniging hebben met name te maken met de mate van reinigbaarheid van de te verwerken partij grond. De reinigbaarheid is afhankelijk van de (fysische en chemische) samenstelling van de partij, de technische mogelijkheden en criteria uit de ministeriële 'Regeling beoordeling reinigbaarheid grond bodemsanering' en het 'Bouwstoffenbesluit bodem- en oppervlaktewaterenbescherming'.

2.2 Gevalideerd toepassingsgebied

Het aantal partijen (tonnen grond) dat een biologische reiniging heeft ondergaan is voldoende om op basis van de ervaringen van biologische grondreinigers het toepassingsgebied voor biologische reiniging vrij scherp aan te geven. Uit praktijkervaringen blijkt dat de toepasbaarheid van biologische reiniging wordt bepaald door de aanwezigheid van zware metalen in relatie tot de toepassingsnormen (interventie-/ grenswaarden) en een combinatie van de afbraaksnelheid en een economisch haalbaar geachte reinigingstijd.

Het toepassingsgebied van biologische reiniging is weergegeven in tabel 1, uitgaande van de productie van 'categorie 1- of 2-grond'. Voor met name minerale olie is als gevolg van wisselende praktijkervaringen uitgegaan van een gemiddelde waarde waarvoor een zekere spreiding geldt. In de kolom 'goed toepasbaar' zijn deze grenzen aangegeven. Afhankelijk van de biobeschikbaarheid/ ouderdom van de verontreinigende stoffen zijn soms hogere beginconcentraties haalbaar. In de kolom 'mogelijk toepasbaar' zijn die aangegeven.

Voor andere reinigingstechnieken geldt dat bij de toetsing van gehalten rekening moet worden gehouden met de verandering van humus- en/ of lutumgehalte door de reiniging. Bij biologische reiniging veranderen de humus- en lutumgehalten in principe niet (een klein deel van de organische stof wordt gemineraliseerd). Soms wordt compost toegevoegd ter stimulering van het proces.

Indien tabel 1 wordt gebruikt voor de toetsing van een specifieke partij grond, dan geldt dat de slechtst scorende parameter aangeeft in hoeverre deze techniek toepasbaar is.

Tabel 1 Toepassingsgebied biologische reiniging leidend tot (schoon of) categorie 1- of 2-grond (invoer)

2.3 Toelichting tabel

2.3.1 Fysische samenstelling
De fysische samenstelling is van veel minder belang dan het type minerale olie (de ouderdom) en het gehalte ervan. Een te hoog humusgehalte en/of een te hoog lutumgehalte werkt beperkend voor de beluchting/ procesvoering en werkt kostenverhogend i.v.m. de benodigde hoeveelheid toeslagstof voor structuurverbetering. Dit is eventueel op te vangen door samenvoegen van partijen.
Fijn (puin)/ afval (2-32 mm) kan beperkend zijn vanwege de daarin opgenomen contaminanten. Daarnaast worden in de praktijk eisen gesteld aan het maximale gehalte ervan.

2.3.2 Chemische samenstelling
Voor alle metalen geldt dat overschrijding van de Grenswaarde kritisch werkt.
Van toxische eigenschappen van metalen (beïnvloeding van de reinigingssnelheid) met gehalten beneden de grenswaarden is niets gebleken.
Biologische afbraak van complex gebonden cyanide bevindt zich nog in het proefstadium. Daarnaast is bekend dat de uitloging van cyanide zelfs met samenstellingsgehalten beneden de streefwaarden, zeer kritisch kan zijn. Er zijn wel positieve verwachtingen bij enkele reinigers voor de afbraak van cyanide-vrij.
De aromaten verdampen veelal en worden eventueel verwijderd via luchtafzuiging en biofilters, maar komen ook in de werkruimten terecht. De grenzen voor benzeen, tolueen, ethylbenzeen en de xylenen worden vooral bepaald door ARBO-aspecten. Dit is gebaseerd op de MAC-waarden, omdat de benodigde extra voorzieningen anders onvoldoende worden terugverdiend. In de praktijk blijkt er overigens een groot verschil tussen in-situ onderzoeksgegevens en de aanvoer bij de reinigingsinstallatie/ inrichting (veelal een factor 20 lager).
Afbraak van de laag-ringige-PAK zoals fenantreen en antraceen vindt plaats, zij het met een lager rendement dan voor naftaleen. Voor de overige PAK is de afbraak minimaal bij de in de praktijk gehanteerde reinigingstijd.
Het EOX-gehalte is meestal vergunningstechnisch beperkt tot 1 mg/kg d.s. Daarnaast heeft een kleine verhoging van het EOX-gehalte een sterk negatief effect op de reinigingsduur.
De meeste biologische reinigers mogen vanwege de vergunning geen met VOX verontreinigde grond ontvangen. Aangezien er wel toepassingsnormen voor zijn, is dit in de tabel op basis van de praktijk doorvertaald naar de grenswaarde.
Het type olie (ketenlengte) is met name van belang voor de afbraaksnelheid, daarmee de behandelingsduur en daarmee de kosten.
Om arbeidshygiënische redenen (arbeidsomstandigheden) mag asbest niet worden verwerkt. Daarnaast zijn er (nog) geen normen voor de toepassing van met asbest gecontamineerde grond. Met asbest is weinig ervaring, omdat dat meestal in de toplaag zit, waar vrijwel nooit minerale olie in voorkomt. Partijen met asbest worden in de praktijk niet geaccepteerd.

2.3.3 Uitloging
De metalen koper (Cu), zink (Zn) en Cadmium (Cd) kunnen kritisch zijn vanwege de uitloging van het gereinigde product. Indien het gehalte aan koper boven de streefwaarde ligt dient de uitloging te worden bepaald, met name bij een toepassingshoogte groter dan 1 meter.
Een pH kleiner dan 5 kan kritisch zijn vanwege een verhoogde kans op uitloging van metalen. De pH is wel zodanig te reguleren dat hij neutraal wordt/ blijft.

2.4 Hergebruiksmogelijkheden / kwaliteitsborging

2.4.1 Hergebruik / toepassing
Gereinigde grond is soms geschikt voor hergebruik als bodem. In het algemeen wordt deze echter nuttig toegepast in werken zoals: in geluidswallen; in de wegenbouw; verwerking in de beton- en asfaltindustrie; (tussen)-afdeklaag op stortplaatsen. Grond kan behalve op milieuhygiënische samenstelling (schoon, categorie 1, categorie 2) vanwege eisen voor grondwerken ook civieltechnisch worden gekwalificeerd, conform de criteria (Standaard RAW bepalingen) in tabel 2.

Tabel 2 Civieltechnische criteria

Bij biologische reiniging worden soms structuurverbeteraars toegevoegd en kan een klein deel van de organische stof worden gemineraliseerd, maar de fysische samenstelling ondergaat nagenoeg geen wijzigingen. Het eindproduct is meestal geschikt voor 'zand in zandbed', soms slechts voor 'zand in ophoging' of 'overige materialen'.

4.2.2 Kwaliteitsborging
In de praktijk blijken keuringsmethoden voor (gereinigde) grond te worden toegepast waarvan onbekend is in welke mate ze een representatief beeld geven van de feitelijke kwaliteit van de (gereinigde) grond.

Door de brancheorganisatie voor grondreinigingsbedrijven NVPG (Nederlandse Vereniging van Procesmatige Grondreinigingsbedrijven) zijn ter bevordering van de integriteit in de loop van 2001 gedragsregels vastgesteld, waarin de wijze waarop met verontreinigde grond (en baggerspecie) wordt omgegaan is geüniformeerd, alsmede transparant gemaakt. In 2002 is het proces gestart om de (branche-eigen) gedragsregels om te werken tot een nationale beoordelingsrichtlijn en de daarbij behorende technische protocollen.
De beoordelingsrichtlijn 7500 is te zien als een actualisatie van de regels in BRL 9309 Producten uit grondreinigingsinstallaties. Deze beoordelingsrichtlijn zal op termijn worden ingetrokken.

De beoordelingsrichtlijn 7500 beoogt direct aan te sluiten op:
- de manier van vrijkomen van verontreinigde grond en baggerspecie (BRL SIKB 6000 Milieukundige begeleiding en evaluatie van bodemsaneringen en BRL SIKB 7000 Realisatie van bodemsaneringen);
- de verwerking van grond in werken (BRL 9308 Toepassen van grond in werken; BRL 9330 Toepassen van grond in grootschalige werken).

Door SIKB is gewerkt aan het project "Harmoniseren regels grond' ter bevordering van de eenduidigheid en herkenbaarheid in de markt van de regels voor het classificeren en toepassen van grond. Tijdens deze harmonisatie zullen de nationale (product) BRL-en 9308 / 9309 / 9330 én de (proces-) beoordelingsrichtlijnen BRL 1000 (monsterneming bij partijkeuringen) en BRL 7500 alsmede de daarmee samenhangende protocollen nader op elkaar worden afgestemd en (gedeeltelijk) worden geïntegreerd. De SIKB BRL 9335 voor het NL-BsB-certificaat "grond" is vastgesteld op 9 december 2004. (zie de site van SIKB)

4.2.3 Uitloging
Ten behoeve van bovengenoemde BRL 9335 voor het NL-Bsb-certificaat 'Grond' is onderzocht in hoeverre voor bepaalde categorieën grond een verkorte procedure (zonder bepaling van de uitloging met de kolomtest) kan worden gehanteerd. De conclusies van dat onderzoek zijn:

• de categorie-indeling van partijen grond is sterk afhankelijk van de beoogde toepassingshoogte. Dit geldt in veel sterkere mate voor ongereinigde, nat gereinigde en biologisch gereinigde grond dan voor thermisch gereinigde grond;
• er moet dus onderscheid worden gemaakt tussen de soorten grond: ongereinigd/ biologisch gereinigd, nat gereinigd of thermisch gereinigd;
• deze 'soorten' grond hebben ieder hun eigen 'probleem' parameters;
• de uitloging van metalen uit grond kan niet rechtstreeks worden afgeleid uit de samenstelling: ook concentraties beneden de tussengrenswaarde kunnen leiden tot overschrijding van de U2-norm voor grond!

3 KOSTEN

De huidige commerciële prijs van de biologisch grondreiniging, inclusief de afzet van het gereinigde product, ligt in Nederland in de bandbreedte van € 20,- tot € 35,- per ton verwerkte grond. De verwerkingsprijs is afhankelijk van de grondsoort en van de soort verontreiniging. Een combinatie van zanderige grond met 'lichte' olie verontreiniging leidt tot een lage prijs, een combinatie van kleiige grond met 'zware' olieverontreiniging tot een hoge prijs.

4 TRENDS EN ONTWIKKELINGEN

Aan de hand van testen en met behulp van modellen is de reinigingstijd steeds nauwkeuriger te voorspellen.

Er kunnen twee technieken worden genoemd die naar verwachting in de komende jaren meer in de aandacht zullen komen, en wellicht tot grootschalige uitvoering. Het betreft de toepassing van schimmels en fytoremediatie.