Baggerspecie voor wegfundering:
"Vuile bagger als nuttig product", een SKB-project in uitvoering

Simon C. Bos
Adviseur waterbodems en ecotoxicologie
Tauw bv
Postbus 133
7400 AC Deventer

tel: 0570 - 699 415
fax: 0570 - 699 666
email: scb@tauw.nl


Over de auteur:

Simon Bos voltooide in 1993 zijn studie Tuin- en Landschapsarchitectuur, met als specialisatie 'Cultuur en Civiele Techniek' en aanvaarde aansluitend daaraan een baan bij Tauw, een adviesbureau op het milieu- en civiele gebied. Binnen Tauw heeft hij bijgedragen aan de verdere ontwikkeling van de vakgebieden ecotoxicologie en waterbodems. Op het ecotoxicologische vlak heeft hij de ontwikkeling van de eigen beslissystematiek mede vormgegeven.
Voor wat betreft de waterbodemproblematiek houdt hij zich vooral bezig met innovatieve projecten op het gebied van techniekontwikkeling, risicoreductie en beleid. In dit kader kan genoemd worden het NOBIS-project Ilperveld, waar een concept is ontwikkeld om klasse-4 baggerspecie binnen een natuurgebied toe te passen als afdeklaag op voormalige stortplaatsen. Door een optimalisatie van bodemcondities treedt een remmende werking op op de verspreiding van verontreinigingen, waardoor natuurontwikkeling en (water)bodemsanering hand in hand gaan. Een ander project in dit kader is het koude immobilisatieproject in Groningen, waarop in de presentatie nader zal worden ingegaan.


BAGGERSPECIE ALS WEGFUNDERING.

Wat is koude immobilisatie ?
Immobilisatie is een technologische bewerking waarbij de fysische en/of chemische eigenschappen van een afvalstof zodanig worden gewijzigd, dat de verspreiding van milieuverontreinigende stoffen door uitloging, erosie of verstuiving beduidend wordt verminderd. Immobilisatie kan worden onderverdeeld in vier hoofdgroepen, te weten immobilisatie met behulp van:
anorganische bindmiddelen;
organische bindmiddelen;
thermische methoden;
chemische fixatie.

Deze indeling is gebaseerd op het uitloog- en duurzaamheidsgedrag, dat gerelateerd is aan de interne structuur en aard van het materiaal. Bij de koude immobilisatietechniek wordt gebruik gemaakt van anorganisch bindmiddelen. Het belangrijkste bindmiddel in deze hoofdgroep is cement. Cementgebonden materialen kenmerken zich door een fijnmazige poriënstructuur en een hoge alkaliniteit (pH 12 á 13). De hoge pH zorgt voor het chemisch vastleggen van een aantal zware metalen in de vorm van slecht oplosbare hydroxiden, echter niet van alle zware metalen. Uitloging van niet chemisch vastgelegde componenten wordt vertraagd door inkapseling in de cementgel (calciumsilicaathydraten) en het fysisch effect van de fijne poriënstructuur. Door deze zogenaamde tortuositeit moeten verontreinigingen een langere weg door het materiaal afleggen voordat ze zich kunnen verspreiden.

Binnen een samenwerkingsverband van TNO en ENCI is naast de technisch inhoudelijke aspecten ook gekeken naar de haalbaarheid van koude immobilisatie van baggerspecie. Hierbij is aandacht besteed aan procestechnische, markttechnische en economische aspecten van het koude immobilisatieproces. Ook is de stand van zaken gegeven met betrekking tot reeds uitgevoerd immobilisatie-onderzoek. Uit de studie blijkt dat het technisch gezien mogelijk is om baggerspecie met cement (en eventueel additieven) zodanig te immobiliseren dat een product ontstaat dat nuttig toepasbaar is als bouwstof, zowel wat de toepassingstechnische als milieuhygiënische eigenschappen betreft. Koude immobilisatie biedt met name mogelijkheden voor zandige en matig zandige species, verontreinigd met zware metalen. Het gehalte aan organische verontreinigingen mag niet al te hoog zijn in verband met strenge samenstellingseisen voor organische verontreinigingen in het Bouwstoffenbesluit. Een hoger gehalte aan organische stof is echter geen probleem. Ook meer kleiige species zijn goed te immobiliseren, in combinatie met andere minerale afvalstromen met een iets grovere korrelverdeling (bijvoorbeeld verontreinigde grond). Knelpunten bij de implementatie van koude immobilisatie van baggerspecie zijn vooral niet-technisch van aard en hebben betrekking op vergunningverlening en gebrek aan kennis en vertrouwen bij marktpartijen. Kostentechnisch kan koude immobilisatie concurreren met de meeste andere verwerkingstechnieken bij grootschalige verwerking. In de presentatie zal hiervan een voorbeeld worden gegeven. Voor dit punt en ook voor andere technisch inhoudelijke aspecten rondom koude immobilisatie wordt ook verwezen naar de lezing van de heer L. Feenstra (TNO-MEP), die hij over dit onderwerp heeft gehouden op het Nationaal Slibcongres van november 2000.

In het onderstaande figuur is het proces van immobilisatie nog eens schematisch weergegeven.



Waarom passen we het nog zo weinig toe ?
De verwerking van sterk verontreinigde baggerspecies (klasse 3 en 4) is nog steeds een landelijk en regionaal knelpunt. Tot op heden is één van de weinige kostentechnisch interessante opties het storten van deze specie in grootschalige onderwaterdepots. Echter het aantal operationele depots, de capaciteit en de (transport)afstand tot deze depots leiden niet tot een adequate (definitieve) aanpak van de verontreinigde waterbodems. De inpassing van nieuwe depots ontmoet meer en meer weerstand en vergt grote investeringen. Verder past het storten als zodanig niet in de beleidsvisies met betrekking tot het bevorderen van het sluiten van stofkringlopen en het streven naar het nuttig toepassen van afvalstoffen.

Voor sterk verontreinigde baggerspecie is koude immobilisatie met hydraulische bindmiddelen een alternatieve verwerkingsmethode, zowel in technisch als economisch opzicht. Zowel anorganische componenten als organische componenten kunnen daarbij duurzaam worden vastgelegd. Bij koude immobilisatie wordt de verontreinigde specie - eventueel na een voorbewerking (bijv. het scheiden van de zandfractie) - gebonden, waardoor een nuttig toepasbaar product in de vorm van (cementgebonden) verhardings- of funderingsmateriaal kan worden geproduceerd. Het immobilisatieproces zorgt dus voor secundaire bouwstoffen uit reststoffen.

Inmiddels is door een consortium van TNO en ENCI een baggerspecie klasse 4 op labschaal verwerkt tot categorie-I bouwstof conform de eisen van het Bouwstoffenbesluit. In het onderzoek is ook aandacht geschonken aan de civieltechnische eigenschappen (druksterkte, duurzaamheid, etc.) van het immobilisaat en het hergebruik ervan (zgn. n-de generatie). In dit kader is nu technologie beschikbaar gekomen, die op praktijkschaal kan worden getoetst.

Het ontbreken van praktijkgegevens leidt tot terughoudendheid bij probleemhebbers van baggerspecie en potentiële afnemers van het immobilisaat. Bekendheid over milieutechnische, civieltechnische en financiële aspecten van immobilisatie kan bijdragen aan een integrale oplossing van de problematiek. Met behulp van praktijkgegevens kan een gerichte communicatie worden gestart, waardoor (maatschappelijk) draagvlak moet ontstaan om dergelijke technieken in te zetten. Echter, er is min of meer sprake van een vicieuze cirkel die verhindert dat immobilisatie toegepast wordt als verwerkingstechniek voor sterk verontreinigde baggerspecie. Deze problematiek, en dan met name de oplossing daarvan, kan inzichtelijk worden gemaakt met de zogenaamde management-tool 'DIP-DIM': 'Denken In Problemen versus Denken In Mogelijkheden', zoals in de onderstaande figuur is weergegeven.


Er is sprake van een situatie met storing, die veroorzaakt wordt door (in managementtermen) inadequaat handelen. Men weet dat het kan, maar men past het niet toe. Dit wordt veroorzaakt doordat de blik naar het verleden is gericht. Er zijn geen praktijkgegevens, waardoor verondersteld wordt dat er onvoldoende kennis is. Dit leidt tot vooroordelen, het zal wel duur zijn en of het toepasbaar is, weet men niet met als gevolg een stuk verzet. In totaal heeft men het gevoel géén invloed uit te kunnen oefenen.

De geschetste situatie met storing kan doorbroken worden door naar het DIM-deel van het proces te komen. Hierbij wordt gedacht in mogelijkheden. Er kan acceptatie ontstaan door het te doen. Dit kan alleen als er naar het hier en nu wordt gekeken: wat is er voor kennis voorhanden en krijg ik als acceptant van het immobilisaat een duurzame bouwstof die gelijkwaardig is aan primaire grondstoffen? In dit proces zijn krachtbronnen van onmisbaar belang. Belangrijkste kenmerk van goede krachtbronnen is dat de probleembezitters (eigenaar van verontreinigde baggerspecie) én de probleemoplossers (acceptant van het immobilisaat) bij elkaar zitten of komen. Als die ingrediënten voorhanden zijn, kan gekomen worden tot een stuk adequaat handelen.

Gevaar van het DIM-deel in dit proces is dat ook hier een vicieuze cirkel kan ontstaan. Doel moet dus zijn om bij de constatering dat er adequaat gehandeld kan worden, ook daadwerkelijk gestart wordt. Dit laatste aspect is een belangrijke peiler, wil er sprake zijn van een win-win-situatie: er komt een definitieve oplossing voor verontreinigde baggerspecie, die nuttig toegepast kan worden, met als positief gevolg een vermindering van het gebruik van primaire grondstoffen. Afval is geen afval meer, maar wordt met een bepaalde toevoeging een grondstof voor een andere toepassing.

Wat gaan we in Groningen doen ?
Zowel de gemeente Groningen als het waterschap Hunze en Aa's hebben te maken met een hoeveelheid sterk verontreinigde baggerspecie (klasse 4) in de stadswateren van Groningen. Sanering is nodig, waarvoor verwerkingstechnieken wenselijk zijn. De minder sterk verontreinigde specie (tot klasse-3) kan geborgen worden in depots, maar een substantieel deel klasse-4 specie moet vooralsnog elders worden gestort. In de komende 5 à 6 jaar zullen de stadswateren van Groningen in fasen worden gebaggerd. Op basis van de tot heden beschikbare gegevens kan deze klasse 4 specie middels immobilisatie omgezet worden in een nuttig toepasbaar product, waarbij de verontreinigingen niet of nauwelijks meer beschikbaar zijn of komen.

Het gegeven dat de baggerspecie middels koude immobilisatie tot een nuttig toepasbaar product omgezet kan worden is niet als vanzelf ontstaan. Na een voorbereidende periode is uiteindelijk een consortium ontstaan, dat zich in gezamenlijkheid heeft uitgesproken voor het uitvoeren van de proef. Dit consortium bestaat uit:
Tauw bv, als intermediair van alle partijen en penvoerder van het project;
De gemeente Groningen (met haar milieu en civiele afdelingen), als probleemhebber, maar ook als afnemer van het immobilisaat;
De provincie Groningen, als bevoegd gezag;
Waterschap Hunze en Aa's, als beheerder van de watergangen;
TNO-MEP, als ontwikkelaar van de milieuhygiënisch en fysische kennis;
ENCI, als deskundige rondom bindmiddelconcepten en receptuurontwikkeling;
Perfix, als uitvoerend aannemer;
SKB, als technisch inhoudelijk begeleider en voornaamste financier van het project.

Het project is ingediend bij SKB (Stichting Kennisontwikkeling en Kennisoverdracht Bodem). SKB heeft tot doel om kennis te ontwikkelen en over te dragen voor een doelgerichte en goedkope realisatie van de bodemkwaliteit, die past bij het gewenste gebruik. Door een slagvaardige aanpak en het ontwikkelen van nieuwe samenwerkingsvormen, moet een einde komen aan stagnaties, die optimaal gebruik van de schaarse ruimte in Nederland in de weg staan.

Door op een beperkte schaal de techniek als zodanig toe te passen, kan worden aangetoond of wordt voldaan aan de civieltechnische en milieuhygiënische randvoorwaarden en in hoeverre de beleidsmatige aspecten hierin stimulerend of remmend werken. Tevens kan worden vastgesteld wat de kostentechnische aspecten zijn. De doelstelling, die hierbij geformuleerd is: Het creëren c.q. verbreden van maatschappelijk en beleidsmatig draagvlak voor het toepassen van een nuttig toepasbaar product, vervaardigd uit sterk verontreinigde baggerspecie met behulp van koude immobilisatietechnieken.

Om de doelstelling te realiseren en de knelpunten op te heffen, is het van belang dat rondom de ontwikkelde kennis van immobilisatie van de laboratoriumsituatie overgestapt wordt naar de veldsituatie. Of, in termen van de management-tool, van het 'DIP'-deel naar het 'DIM'-deel te gaan, maar ook hier snel uit te stappen door op praktijkschaal projecten te starten. Hiermee wordt praktische milieu-, civiel- en kostentechnische kennis ontwikkeld die kan bijdragen aan het oplossen van het baggerspecieprobleem en het verminderen van de toepassing van primaire grondstoffen.

In het project in Groningen gaan we een (beperkte) hoeveelheid sterk verontreinigd slib uit de stadsgrachten immobiliseren en het ontstane immobilisaat toepassen in een wegfundering. Door de civieltechnische en milieutechnische aspecten te monitoren en te toetsen, ontstaan praktijkgegevens over de civiel- en milieutechnische waarde van dit product. Tevens kunnen de financiële aspecten in beeld worden gebracht, zijnde de kosten van de behandeling en de opbrengst(waarde) van het product. De gegevens die op deze wijze ontstaan, kunnen ertoe bijdragen om het noodzakelijke draagvlak voor immobilisatie te vergroten, alsmede de randvoorwaarden aan te geven waarbinnen immobilisatie een succesvol toepasbare techniek is.

Binnen het kader van de proef zal circa 1.500 in-situ m3 klasse 4 baggerspecie uit het Reitdiep en Balkgat geïmmobiliseerd worden. Met het oog op de gewenste korrelgrootte zal deze partij baggerspecie worden aangevuld met 450 m3 2e afvalstof. Waardoor in totaal ongeveer een hoeveelheid van 2.100 ton immobilisaat ontstaat. De omvang van deze hoeveelheid is bewust gekozen, omdat een dergelijke proef het karakter heeft van een praktijkschaal, waardoor praktijkrealistische gegevens gegenereerd kunnen worden.

Hoe zit het juridisch ?
Koude immobilisatie kan gezien worden als hergebruik na bewerking. Hoe zit het echter met het juridisch instrumentarium? Als uitgangssituatie voor de specifieke juridische aspecten rond immobilisatie hebben we gesteld dat een partij baggerspecie wordt geïmmobiliseerd, waarvan het zandgehalte te laag is om er civieltechnisch een hoogwaardig product van te kunnen maken. Het zandgehalte wordt echter op het juiste niveau gebracht door aan de baggerspecie een partij (verontreinigd) zand (bijvoorbeeld riool- of veegzand) toe te voegen. Het mes snijdt dan aan twee kanten: (1) het zandgehalte wordt geoptimaliseerd en
(2) ook deze afvalstof wordt geïmmobiliseerd.

Ons inziens is het juridisch instrumentarium van dit moment al voldoende toereikend om koude immobilisatie toe te passen. Het verwijderen van de bagger uit de watergangen of het drogen in depot behoefd juridisch geen probleem te zijn. Daarvoor stellen de benodigde vergunningen de van toepassing zijnde voorschriften. De discussie zou kunnen ontstaan over het samenvoegen van baggerspecie met cement en rioolzand en vervolgens het toepassen van het ontstane product. Voor het op deze wijze creëren van een nuttig toepasbaar product biedt de huidige regelgeving echter voldoende ruimte. Voor gevaarlijk afval wordt de mogelijkheid geboden in de "Regeling scheiden en gescheiden houden van gevaarlijke afvalstoffen". Voor zover geen sprake is van gevaarlijke afvalstoffen dient te worden gekeken naar hetgeen in de PMV is opgenomen. Ten aanzien van de toepassing kan worden geconcludeerd dat de toepassing van geïmmobiliseerde baggerspecie als bouwstof in een werk geoorloofd is binnen de wettelijke randvoorwaarden (Bouwstoffenbesluit).