D O S S I E R - W E G E NB O U W

L A N D + W A T E R N R . 3 M A A R T 2013

O nd erz oek naar z uiv ering afstromend reg enw ater

20

Z elfreinigende wegberm bes c h ermt grondwaterO p een p roefloc atie langs de N3 1 0 bij S c h aars bergen is een zelfreinigende berm aan-gebrac h t, die h et afs tromende regenwater zuivert. In labora-toriumonderzoek zij n de ren-dementen van een dergelij k e c ons truc tie vergelek en met die van een traditioneel zandbed.I R . J .J . S T E KE T E E M S C / I N G . R . W E N T I N K /

I N G . A . B R U I N S S L O T / I N G . J .G .H . P A N N E KO E K

A fstromend reg enw ater v an w eg en b ev at v er-ontreinig ing en en d it is d an ook een aand ac hts-punt als het w ater in d e b erm w ord t g eï nfil-treerd . D it aspec t speelt nog meer een rol als het g aat om een prov inc iale w eg d ie g eleg en is in een w aterw ing eb ied . B ij d e rec onstruc tie v an d e N 310 b ij S c haarsb erg en, net b ov en A rnhem, mag v an d e P rov inc ie G eld erland het afstromen-d e w ater v an d e w eg in d e b erm v an het w ater-w ing eb ied w ord en g eï nfiltreerd als kan w ord en aang etoond d at d it g een v erontreinig ing v an b od em- en g rond w ater oplev ert. D e firma A ltena I nframaterialen heeft ond er d e naam R ona Zelf R einig end e B erm een b erm-c onstruc tie op d e markt g eb rac ht w aarin d it af-stromend e reg enw ater z od anig w ord t g ez uiv erd d at infiltratie in d ie omstand ig heid mog elij k is. M et d it c onc ept heeft A q ua A urora, d e ontw ik-kelaar v an d e reinig end e b erm, d e M ilieuprij s 2012 in d e w ac ht g esleept. I ng enieurs- en ad -v iesb ureau T auw heeft d e b ermc onstruc tie on-d erz oc ht en g eoptimaliseerd .

O nderzoek s op zetV oor d e ond erz oeken is g eb ruikg emaakt v an z o-g enoemd sy nthetisc h reg enw ater. D it is d emi-

IN ' T K O R T L A B O R A T O R IU MO ND E R Z O E K

• Verontreinigingen afstromend regenwater van wegen probleem, zeker bij waterwinning

• Vergelijkend onderzoek naar zuivering door zelfreinigende berm en zandbed

• Resultaten bij langdurig functioneren en onder verschillende condities

• Komende periode monitoring van zelfreini-gende berm op proeflocatie N310

Prak tij k toep as s ing zelfreinigende berm op p roefl oc atie langs de N3 1 0 bij S c h aars bergen.

FOTO

: RO

NA

LD W

ENTI

NK

1

23

4

5

6

7

1 G ef reesde asf altkant met neus2 Bodem van het cunet3 P ermafilter4 RO N A Biogrit type RB5 G eotex tiel H P 9 0/9 06 RO N A D rainverbandblokken7 G aten gevuld met RO N A Biogrit

1 G ef reesde asf altkant met neus2 Bodem van het cunet3 P ermafilter4 RO N A Biogrit type RB5 G eotex tiel H P 9 0/9 06 RO N A D rainverbandblokken7 G aten gevuld met RO N A Biogrit

OP B OU WS c h ematis c h e op bouw van de zelfreinigende berm.IL

LUST

RATI

E EN

FO

TO: A

LTEN

A

w ater w aaraan stoffen z ij n toeg ev oeg d d ie ook in afstromend reg enw ater aanw ez ig z ij n. D e sa-menstelling v an het sy nthetisc he reg enw ater is afg eleid uit g eg ev ens in het S tow a-rapport ‘ D e feiten ov er d e kw aliteit v an afstromend reg en-w ater’. B ij toetsing v an het afstromend e reg en-w ater aan d e normen uit het I nfiltratieb esluit b o-d emb esc herming b lij ken c hroom, koper, z ink, enkele P A K’ s en mog elij k ook fosfaat kritisc h ( d e normen w ord en d uid elij k ov ersc hred en) . M ine-rale olie, nitraat en nikkel lig g en ond er d e norm-w aard en. D e v uilb elasting v an d e c onstruc tie v olg t uit d e g emid d eld e b reed te v an d e w eg helft d ie af-w atert naar een b erm en uit d e b reed te v an d e z uiv erend e b erm. E r is uit d e literatuur v old oen-d e b ekend ov er d e intensiteit v an b uien. W at b e-treft infiltratiesnelheid z ij n tw ee c ond ities ond er-z oc ht: d e piek v an een ‘ matig e b ui’, d ie enkele ke-ren per j aar v oorkomt, en een piek v an een ‘ hev i- g e b ui’, d ie c irc a é é n keer per v ij f j aar v oorkomt.

U itg ang spunt w as d at d e c onstruc tie tiental-len j aren moet func tioneren. O m d it te simuleren z ij n c asc ad e-sc hud proev en uitg ev oerd met d e ad sorb erend e materialen in d e b ermc onstruc tie. I n v ij f stappen is een hoev eelheid w ater toeg e-v oeg d d ie g elij k is aan d e hoev eelheid neerslag d ie d e c onstruc tie tij d ens d e lev ensd uur krij g t te v erw erken. H ierb ij moesten z eer hog e v loeistof/v aste-stofv erhoud ing en w ord en toeg epast, na-melij k v ij f b atc hes b ij een v erhoud ing v an 120, c umulatief d us 600. T er v erg elij king : b ij een stan-d aard uitloog proef is d e v erhoud ing slec hts 10. D e w aard e 600 simuleert b ij een laag d ikte v an c irc a 7 c entimeter een period e v an ong ev eer d ertig j aar infiltratie v anaf é é n w eg helft. O nd erz oc hte materialen z ij n ond ermeer d i-v erse R ona-meng sels en, als referentie, z and v oor z and b ed . V erv olg ens is in tw ee proefopstelling en d e c omplete c onstruc tie nag eb ootst. H ierb ij is een period e v an é é n j aar g esimuleerd . H et w ater

21L A N D + W A T E R N R . 3 M A A R T 2013

w erd d oor sproeien ov er het opperv lak v erd eeld . H et effec t v an strooiz out is g esimuleerd d oor aan het eind e v an d e proef eenmalig w ater met een relatief hog e z outc onc entratie ( N aCl) d oor d e opstelling te leid en. E r is ond erz oek uitg e-v oerd met tw ee opstelling en: é é n met d e reini-g end e-b ermc onstruc tie en een and ere opstel-ling d ie d iend e als referentie ( d ez e b ev atte z and v oor z and b ed ) .

R es ultatenH et afstromend e reg enw ater b ev at b ij aanv ang ( ‘ startw aard e’ ) v an d e c asc ad eproef relatief hog e c onc entraties v an alle kritisc he v erontreinig in-g en. D e g rootste v ersc hillen in v erw ij d ering sren-d ement tred en op b ij koper en z ink. N a afloop v an d e proev en w ord en d e normen in het g ev al v an z and d uid elij k ov ersc hred en, v ooral d e v er-w ij d ering v an z ink is slec ht. R ona B iog rit ty pe R B v old oet ov er het g ehele ond erz oc hte traj ec t, d us in alle v ij f stappen, aan d e normen. U it d e c on-c entraties aan het eind v an d e proef b lij kt d uid e-lij k d at d it b iog rit nog niet v erz ad ig d is. H et kan nog meer metalen b ind en z ond er d at d e nor-men w ord en ov ersc hred en. M et een proefopstelling is d e w erking v an d e reinig end e b erm g ed urend e een j aar g esimu-leerd . B ij d ez e lag e b elasting met reg enw ater z ij n effec ten v an initië le uitlog ing w aarneemb aar. N et als b ij ied ere b ouw stof kunnen uit d e toe-g epaste materialen aanv ankelij k w at stoffen uit-log en.

020406080

100120140160180200

conc

entra

tie [u

g/l]

020406080

100120140160180200

conc

entra

tie [u

g/l]

Schudproeven met Rona Biogrit type RB Schudproeven met zand

startwaardebatch 1batch 2batch 3

batch 4batch 5normwaarde

ZinkKoper ZinkKoper

Z U IV E R INGV erloop van de c onc entraties k op er en zink tij dens de vij f s tap p en ( batc h es ) van de c as c ade- s c h ud-p roeven met zand en met h et biogrit.

Parameter Influent Matige bui Hevige bui Matige bui +zout dooiwater

Norm Infiltratie

Zand Rona Biogrit type RB

Zand Rona Biogrit type RB

Zand Rona Biogrit type RB

Chroom 14 6,1 <2,0 6,5 7,0 6,6 7,2 2Fosfor 4.000 3.100 2.200 3.400 2.700 3.200 2.500 400Koper 54 3,2 3,2 <2,0 <2,0 <2,0 <2,0 15Zink 205 7,0 5,7 4,7 2,1 4,3 3,3 65Fenanthreen 0,082 <0,01 <0,01 0,014 0,021 <0,01 <0,01 0,02Fluorantheen 0,021 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 -

C ON D IT IE SC onc entraties ( µ g/ l) aan verontreinigende s toffen bij de p roefop s tellingen met biogrit en zand onder vers c h illende c ondities .

BRO

N: T

AU

W

B ij d e matig e b ui w ord en c hroom en fosfor d oor het b iog rit b eter v erw ij d erd d an d oor z and , maar d e ov erig e v ersc hillen z ij n g ering . Zand kan in b eperkte mate ook v erontreinig ing en b ind en en d ez e b ind ing v ind t plaats in d e eerste period e na toepassing . B ij een matig e b ui w ord t aan d e infiltratie-eisen v old aan, uitg ez ond erd c hroom ( b ij z and ) en fosfor ( b ij z and en b iog rit) . D e toe-v oeg d e fosforc onc entratie is w aarsc hij nlij k ex -treem hoog , er z ij n aanw ij z ing en d at praktij kc on-c entraties een fac tor 10 lag er z ij n. E r z ij n ec hter v an prov inc iale w eg en w einig meetg eg ev ens b esc hikb aar. D uid elij k is w el d at het b iog rit fos-faat kan v erw ij d eren en een aanz ienlij ke ov er-sc hrij d ing v an d e eis ( b ij v oorb eeld een fac tor 4) ong ed aan kan maken. E en hev ig e b ui heeft g een inv loed op d e v er-w ij d ering v an koper en z ink. V oor c hroom, fosfor en fenanthreen is w el een toename v an c onc en-traties w aarneemb aar. U it aanv ullend ond erz oek b lij kt d at d e toename v an c hroom w ellic ht het g ev olg is v an initië le uitlog ing v an é é n of meer v an d e toeg epaste materialen. D it is een tij d elij k effec t en d e emissie v old oet ruimsc hoots aan d e uitloog eisen v an het B esluit b od emkw aliteit v oor v rij toepasb are b ouw stoffen. D e ad sorptie-c apac iteit v oor P A K’ s is op b asis v an d e proef- resultaten v erhoog d d oor aanpassing v an d e meng selsamenstelling . D e effec ten v an d ooiz out z ij n g ering . T eg en-g esteld aan d e v erw ac hting stij g en b ij b eid e proev en d e c onc entraties v an c hroom en fosfor

slec hts in b eperkte mate ( v erg eleken met d e matig e b ui z ond er d ooiz out) , maar koper, z ink en P A K’ s w ord en helemaal niet g emob iliseerd . B ij d e toeg epaste z outc onc entratie is er d aarom nauw elij ks een risic o op mob ilisatie v an d e me-talen. Complex -c y anid e, d at aanw ez ig is in het d ooiz out, w ord t g ed eeltelij k v erw ij d erd ; d e c on-c entraties v old oen ruim aan d e eis uit het I nfiltra-tie-b esluit v an 10 µ g / l.

B evindingenL ab oratoriumond erz oek laat z ien d at het b iog rit na optimalisatie v an d e samenstelling c hroom, koper, z ink en P A K’ s g oed v erw ij d ert en fosfaat in red elij ke mate. Zand v oor z and b ed leid t tot forse ov ersc hrij d ing v an d e eisen v oor z ink en fosfaat en in mind ere mate v oor c hroom en koper. P A K’ s w ord en op lang ere termij n ev enmin v old oend e v erw ij d erd . T oev oeg ing v an d ooiz out g eeft w einig of g een mob ilisatie v an v erontreinig ing en. D e c onc entraties v an c hroom en fosfor stij g en w el enig sz ins. Cy anid e ( c omplex ) d at in het d ooiz out aanw ez ig is, w ord t ten d ele v erw ij d erd en d e c onc entratie v old oet aan d e eis. N aast d e z uiv erend e w erking heeft het b iog rit ook d e eig ensc hap d at het CO 2 kan b ind en, op lang e termij n een hoev eelheid d ie ov ereenkomt met b ij na d e helft v an z ij n eig en g ew ic ht. A ls d e b ermc onstruc tie na afloop v an d e le-v ensd uur w ord t v erw ij d erd , is het b iog rit nog toepasb aar als b ouw stof en hoeft d us niet als afv al te w ord en b esc houw d en b ehand eld .

MonitoringS amenv attend is d e c onc lusie d at d e z elfreini-g end e b erm in staat is om d e g rond w aterkw ali-teit lang d urig in v old oend e mate te b esc hermen teg en b elasting met z w are metalen, minerale olie en P A K’ s. A fhankelij k v an d e laag d ikte z ij n period en v an d ertig tot v eertig j aar haalb aar. H et permafilterd oek b ied t d aarb ij aanv ullend b esc herming teg en c alamiteiten, z oals ong ev al-len w aarb ij olie op d e w eg terec htkomt. O p d e proefloc atie lang s d e N 310 w ord en d e komend e tij d d e kw aliteit v an het afstromend e reg enw ater en d e w erking v an d e z elfreinig end e b erm g emonitord .

Jaap Steketee en Ronald Wentink zijn werkzaam bij Tauw, Albert Bruins Slot bij Altena en Henk Pannekoek bij Aqua Aurora.

CO N S T R U CT I ED e b ermc onstruc tie is als v olg t opg e-b ouw d : • B etonsteen v an z eer open b eton, v oorz ien v an g rote opening en, opg ev uld met sc helpen• G eotex tiel• Fund atie en ad sorb erend materiaal: R ona B iog rit ty pe R B• P ermafilterd oek v oor ab sorptie v an minerale olie