Veel gestelde vragen over bioremediatie met QM producten
Bioremediatie is een kosteneffectieve, duurzame en natuurlijke aanpak voor het reinigen van verontreinigde grond en grondwater door gebruik te maken van biologische agentia zoals bacteriën, microben, schimmels en andere organismen of hun enzymen.
Het proces van bioremediatie vereist twee belangrijke componenten:
1) Een Elektronendonor
2) Een Elektronenacceptor
Verontreinigingen kunnen zowel de rol van elektronendonor als elektronenacceptor vervullen. Een koolwaterstof op basis van aardolie kan bijvoorbeeld een bruikbare koolstofbron zijn voor bepaalde bacteriën, en een gechloreerd oplosmiddel zoals tetrachlooretheen (PCE) kan door een andere bacteriestam als elektronenacceptor worden gebruikt. Een cruciaal inzicht in het succes van een bioremediatieproject is het bepalen van de rol van de verontreiniging op de locatie en welke sleutelcomponent nodig is om bioactiviteit te bevorderen. Hieronder vindt u twee tabellen met enkele veelvoorkomende voorbeelden van elektronendonoren en -acceptoren.
Als de juiste componenten beschikbaar zijn op een verontreinigde locatie, kan bioremediatie op natuurlijke wijze plaatsvinden zonder menselijke tussenkomst. Dit staat in de industrie bekend als gemonitorde natuurlijke afbraak (MNA), omdat alle componenten die nodig zijn voor celgroei en -reproductie aanwezig zijn en bioremediatie plaatsvindt zonder externe stimulatie.
Wanneer een elektronendonor of -acceptor ontbreekt, is biostimulatie vaak een optie om de ontbrekende component aan te vullen. En wanneer de micro-organismen die deze reacties uitvoeren niet aanwezig zijn, kan bioaugmentatie de reactie voortzetten en bioremediatie vergemakkelijken.
Biostimulatie: Het toevoegen van voedingssupplementen om het microbiële metabolisme te verhogen en de biologische afbraak te bevorderen. Het kan zijn dat er een elektronendonor of acceptor moet worden toegevoegd of dat macro- en micronutriënten nodig zijn voor de optimale ontwikkeling van de biomassa.
Bioaugmentatie: Het toevoegen van nuttige micro-organismen om de snelheid of mate van biologische afbraak te verbeteren (bijvoorbeeld inheemse microben zijn niet aanwezig of in lage hoeveelheden aanwezig, dus worden er organismen toegevoegd).
De meeste projectmanagers geven twee redenen om voor een bepaalde saneringstechnologie te kiezen:
Prijs en prestaties
In de meeste projectsituaties voldoet bioremediatie aan of overtreft beide criteria (prijs en prestaties) in vergelijking met andere saneringstechnologieën. Bij QM Environmental International bieden we ook projectondersteuning van planning tot oplevering zonder extra kosten.
Prijs (Saneringskosten in de VS)
Verbeterde bioremediatie $ 29/m³
Thermische behandeling $ 88/m³
Chemische oxidatie $ 125/m³
Spoelen met oppervlakteactieve stoffen en co-solventen $ 385/m³
Bron:
McDade et al. Remediation Journal 15, 9-18, 2005.
McGuire et al. Ground Water Monitoring and Remediation 26, 73-84, 2006.
EAS® staat voor kwaliteit; het is het handelsmerk van REDOX Tech, afgeleid van “Electron Acceptor Solution” en van “Effective Anaerobic Solution.”
EAS® wordt niet aanbevolen voor locaties waar sprake is van een aanzienlijke hoeveelheid vrij petroleumproduct (d.w.z. licht niet-aquatische fase vloeistof = LNAPL). EAS® kan wel worden toegepast op locaties met restverontreiniging (zoals een olieachtige glans of hoge opgeloste concentraties) en kan worden ingezet als nabehandeling nadat vrij product is verwijderd. Restverontreiniging in de onverzadigde zone (vadose zone) van de bodem moet mogelijk met andere technieken worden aangepakt.
- Het grondwater moet dieper zijn dan 1,5 m onder het grondoppervlak.
- De afstand tot woningen, oppervlaktewater of een eigen waterput moet groter zijn dan 30 m.
- Afstand tot gemeentelijke drinkwaterput (100 gpm) > 380 m.
- De pluim moet stabiel zijn of afnemen.
EOS® (Emulsified Oil Substrate) is een speciaal ontwikkelde organische stof die specifiek is ontworpen voor bioremediatie van bodem en grondwater. De samenstelling en productie zijn zorgvuldig ontwikkeld om een effectieve verspreiding in de verzadigde zone mogelijk te maken en om een langdurige bron van waterstof te bieden, die door micro-organismen wordt gebruikt om bepaalde verontreinigende stoffen (zoals tetrachloorethyleen en trichloorethyleen oftewel PER & TRI, en hun afbraakproducten) op reductieve wijze af te breken.
Algemene producten die onze technologie proberen na te bootsen, worden aangeduid als geëmulgeerde plantaardige oliën of EVO (Emulsified Vegetable Oils).
In tegenstelling tot generieke EVO-producten is onze gepatenteerde EOS®-technologie zodanig samengesteld dat de oliedruppels zeer klein zijn (~1 micron) en een lichte negatieve lading hebben. Dit voorkomt dat de druppels samenklonteren en bevordert tegelijkertijd de adsorptie op licht positief geladen aquifermaterialen. Onze emulsie is ontworpen om zich door de poriën in de ondergrond te verplaatsen en zich te hechten aan het sediment, waarbij een waterstofbron wordt geleverd die jarenlang beschikbaar blijft.
Simpel gezegd: anaerobe bacteriën, die nodig zijn voor reductieve dechlorering (het biologische proces waarbij PER & TRI worden omgezet in het niet-giftige etheen), hebben een voedselbron nodig. EOS® levert zowel snel beschikbare koolstof (oplosbaar substraat) als langzaam vrijkomende koolstof (sojaolie), samen met de benodigde voedingsstoffen om de biologische activiteit te stimuleren. In aanwezigheid van deze voedingsstoffen “ademen” de anaerobe bacteriën de gechloreerde oplosmiddelen, wat resulteert in onschadelijke afbraakproducten en energie voor groei. Dankzij de effectieve verspreiding kan EOS® worden toegepast onder uiteenlopende bodem- en siteomstandigheden.
Nadat het injectieproces is voltooid, hecht EOS® zich zeer snel aan de sedimenten in de watervoerende laag, waardoor verontreinigingen niet worden gemobiliseerd. Sterker nog, sommige gechloreerde oplosmiddelen kunnen zich aan het substraat hechten, waardoor de kans op mobilisatie verder afneemt.
EOS® is zo ontworpen dat de druppelgroottes aanzienlijk kleiner zijn dan die van de meeste poriën in de watervoerende laag. De licht negatieve ladingen op de druppels stoten de druppels van elkaar af, terwijl ze worden geabsorbeerd door de licht positief geladen grondlagen.
De metabole afbraak van sojaolie in het watervoerende pakket (bijvoorbeeld fermentatie tot waterstof en acetaat) is de cruciale eerste stap om reductieve dechlorering te bevorderen. Zonder emulsificatie zou sojaolie echter zo langzaam afbreken dat het biodegradatieprocessen niet effectief zou stimuleren. Sojaolie combineert de gewenste biologische afbreekbaarheid met een lange werkingsduur, waardoor EOS® minimaal drie tot vijf jaar effectief blijft in het watervoerende pakket.
De behandeling met EOS® kan leiden tot een tijdelijke adsorptie van verontreinigingen in de oliefase, wat een duidelijk gunstig effect is. Hoewel biodegradatie niet plaatsvindt in de oliefase, kan deze adsorptie de migratie van de verontreiniging – met name DNAPL – vertragen. Jarenlang laboratorium- en veldonderzoek hebben aangetoond dat verontreinigingen na verloop van tijd vrijkomen uit de geadsorbeerde fase naar de waterfase, naarmate de biodegradatie in de waterfase voortschrijdt. Het algemene effect is dat de verontreinigingen binnen het behandelde gebied blijven, waardoor de kans op verspreiding buiten de behandelingszone afneemt.
Uitgebreid laboratorium- en veldonderzoek heeft aangetoond dat EOS® anaerobe biodegradatie kan ondersteunen gedurende drie tot vijf jaar, afhankelijk van de hoeveelheid substraat die wordt geïnjecteerd en de lokale omstandigheden. In een laboratoriumkolomstudie toonden Long en Borden (2005) aan dat een enkele injectie van geëmulgeerde sojaolie volledige reductieve dechlorering van 10.000 µg/L PCE naar etheen kan ondersteunen gedurende maximaal zeven jaar. Veldtesten van de geëmulgeerde olie-technologie door het US Air Force Center for Environmental Excellence (AFCEE) hebben aangetoond dat geëmulgeerde eetbare oliën meer dan drie en een half jaar standhielden op Dover Air Force Base (AFB), meer dan drie jaar op Edwards AFB en meer dan twee en een half jaar op Altus AFB. Een recent biobarrièreproject ondersteund door het Environmental Security Technology Certification Program toonde aan dat een enkele EOS-injectie meer dan anderhalf jaar standhield, terwijl de inflowperchlooraatconcentraties onder de detectielimiet werden verlaagd (meer dan 99,9% reductie) met gelijktijdige reductie van 1,1,1-TCA naar niet-giftige eindproducten (Zawtocki et al., 2004). Monitoring wordt voortgezet om de effectieve levensduur van deze barrière te evalueren.
Op basis van bench scale- en veldstudies zou een juiste toepassing van EOS® ten minste drie tot vijf jaar effectief moeten blijven in het watervoerende pakket. Als onderdeel van de engineeringontwerpeisen hebt u controle over de levensverwachting van de sanering. Uw QM-vertegenwoordiger kan u helpen bij het ontwerpen van een voldoende lange substratenlevensduur voor uw project.
Absoluut. Voor toepassingen voor broncontrole wordt EOS® meestal geïnjecteerd in een rooster of in een serie van dicht op elkaar geplaatste barrières. Afhankelijk van de nabijheid van erfgrenzen kan een recirculatiesysteem worden overwogen.
Veldtesten hebben aangetoond dat EOS® over grote afstanden in de ondergrond kan worden verspreid vanuit slechts enkele injectiepunten. Boorkosten vormen echter slechts een deel van de totale projectkosten. Het gebruik van een grotere injectiepunt afstand kan de totale kosten verhogen door de injectietijd (d.w.z. arbeidskosten) te verlengen.
De onderstaande grafiek illustreert het effect van boorkosten en debieten van de injectieputten op de goedkoopste putafstand. Wanneer de injectie- en boorkosten laag zijn, is het in feite goedkoper om putten met een kleine tussenruimte te gebruiken. Naarmate de boorkosten en/of haalbare injectie- en snelheden echter toenemen, worden grotere putafstanden kosteneffectiever. Voor grote projecten is het nuttig om kostenramingen te maken voor verschillende putafstanden om het goedkoopste alternatief te vinden. Een locatiespecifieke analyse moet rekening houden met de beschikbare watervoorziening, toegangsbeperkingen, continue versus intermitterende injectie, arbeids- en boorkosten, enz.
EOS® is een vloeistof met een lage viscositeit en vereist geen gespecialiseerde behandeling of pomp apparatuur. Het is ontworpen om bij omgevingstemperatuur en lage druk in de watervoerende laag te migreren, weg van het injectiepunt. De mogelijkheid om het materiaal op aanzienlijke afstand van het injectiepunt in de watervoerende laag te brengen, is een belangrijk voordeel van EOS®.
EOS® wordt geleverd als concentraat in vaten van 200 L of IBC’s van 1000 L of in bulk en moet vóór injectie worden verdund met een verhouding van ten minste vier delen water op één deel EOS®. Afhankelijk van uw specifieke ontwerp kan voor injectiedoeleinden een “water chase” of een initiële verdunningsverhouding van 10:1 worden gebruikt. Beide methoden zijn even effectief en hebben elk hun voordelen. De belangrijkste overweging is om de juiste hoeveelheid EOS® in de gehele behandelingszone te brengen.
Een voordeel van het gebruik van EOS® op uw locatie is dat u de injectiemethoden van uw keuze kunt gebruiken. Onze ervaring heeft geleerd dat waar direct push-technologie kan worden gebruikt, de installatie van microputten (¾ tot 1 inch PVC-putten) een zeer kosteneffectieve optie kan zijn. Microputten zijn echter niet beter of slechter dan conventioneel geïnstalleerde putten. Als meerdere technologieën geschikt zijn, bepalen kostenfactoren normaal gesproken de keuze voor het transport.
Er zijn verschillende injectietechnieken, waaronder het gelijktijdig injecteren van meerdere putten, om de injectiekosten te verlagen. EOS® kan worden verdund in een opslagtank en vervolgens worden geïnjecteerd, of kan worden geïnjecteerd met behulp van een Dosatron. De Dosatron elimineert tankvermenging en verlaagt de arbeidskosten voor injectie. Uw QM-vertegenwoordiger kan u adviseren over geschikte injectiemethoden.
Klik hier voor een korte video met uitleg over EOS-injecties.
Er zijn talloze locaties waar recirculatie is toegepast tijdens de injectie van EOS®. Recirculatie tijdens de injectie biedt de voordelen van het gebruik van de beschikbare watervoorraad ter plaatse om grondwaterstromingsgradiënten te genereren om EOS® door de aquifer te trekken.
Ja. EOS® is een natuurlijk substraat van voedingskwaliteit en kan worden geproduceerd met plantaardige olie die geen GMO bevat.
Tot nu toe zijn onze saneringsproducten gebruikt in de volgende Amerikaanse staten:
AL, AR, AZ, CT, CA, CO, DE, FL, GA, IN, IL, KY, LA, MA, MD, ME, MI, MN, MO, MT, NE, NC, NH, NJ, NM, NV, NY, OH, OK, OR, PA, PR, SC, TN, TX, UT, VA, WA, WI, WY
Daarnaast wordt EOS gebruikt in landen zoals:
Australië, Oostenrijk, België, Brazilië, Canada, Denemarken, Frankrijk, Duitsland, Hongarije, Italië, Japan, Nederland, Nieuw-Zeeland, Zuid-Afrika, Spanje, Zweden, Taiwan, VK
We hebben vastgesteld dat EOS® niet over een significante afstand van het injectiepunt migreert. Zodra het injectieproces stopt, houdt de drijvende kracht op en absorbeert EOS®, door zijn ontwerp, aan de aquifermaterialen en migreert het niet verder met het grondwater. Downstream monitoring met behulp van visuele indicatoren (zoals doorbraak in downstream prestatiemeetputten) of een toename van de totale hoeveelheid organische koolstof (TOC) kan worden gebruikt om te evalueren hoe ver EOS® zich door de aquifer heeft verplaatst. Recirculatie is een andere manier om hydraulische controle te bieden tijdens de injectie of om EOS® in een bepaalde richting of over een bepaalde afstand in de ondergrond te verplaatsen.
Uw monitoringprogramma kan voor uw locatie worden gespecificeerd door de regelgevende instantie met jurisdictie over de locatie. Uw monitoringprogramma moet minimaal de betreffende verontreinigende stoffen en het reductie-oxidatie (REDOX) potentieel omvatten. Veldparameters zoals pH, geleidbaarheid en opgeloste zuurstof worden ook aanbevolen.
Een gedetailleerder monitoringprogramma zou anorganische verbindingen (bijv. nitraat en sulfaat), metalen (bijv. ijzer en mangaan), totale organische koolstof, lichte koolwaterstofgassen (methaan, ethaan, etheen) en mogelijk vluchtige vetzuren kunnen omvatten. Steeds complexere locaties zouden ook kunnen monitoren op fosfolipide vetzuren en diverse moleculair-biologische tools, waaronder populatietellingen voor Dehalococcoides ssp., andere dehalogenerende micro-organismen en functionele genen.
Er zijn zowel directe als indirecte manieren om de aanwezigheid van EOS® in de watervoerende laag te meten. Schijnbare troebelheid, waargenomen als een zwakke witte tint in prestatiebewakingsputten, kan soms worden gebruikt als een visuele indicator van de aanwezigheid van EOS® . Laboratoriumanalyse op totaal organisch koolstof (TOC) en vluchtige vetzuren (VFA) kan ook directe aanwijzingen geven over de aanwezigheid van substraat. Indirect suggereren veranderingen in de geochemie van het grondwater als gevolg van de vorming van anaërobe reducerende omstandigheden dat EOS® aanwezig is.
Ja, immobilisatie van metalen is mogelijk. Omdat EOS® reducerende omstandigheden in de watervoerende laag creëert, kunnen bepaalde redoxgevoelige metalen (zoals aluminium, koper, lood, mangaan en zink) neerslaan in niet-mobiele vormen van verschillende metaalsulfiden. Als uw locatie niet voldoende sulfaatconcentratie heeft, kan toevoeging van EAS nodig zijn. Neem contact met ons op voor meer informatie en om de details van uw locatie te bespreken.
