De strijd tegen waterschaarste wordt een van de belangrijkste uitdagingen van de 21e eeuw, met het veiligstellen van een schone bevoorrading sleutel tot inspanningen. Het REGROUND-project heeft een roman ontwikkeld, groene grondwater-innovatie en is klaar om deze op de Europese markten te introduceren.

Gemeentelijk, agrarische en industriële vraag naar water groeit wereldwijd. Tegelijkertijd, watervoorraden worden steeds meer aangetast, door erosie en vervuiling van de infrastructuur.

Giftige metalen die grondwater verontreinigen, drinkputten of filterlocaties van rivieroevers, de meest voorkomende bedreiging vormen; met tal van methoden beschikbaar voor hun verwijdering of immobilisatie. Echter, deze vereisen vaak een onbetaalbaar hoge financiële en technische investering, waardoor ze niet beschikbaar zijn voor veel regio's.

Om deze situatie te bestrijden, het door de EU gefinancierde REGROUND-project heeft goedkope nanogeotechnologie ontwikkeld voor de immobilisatie van giftige verontreinigingen. Het project paste de grondwatersaneringstechnologie op reële schaal toe, met drie pilots en twee grootschalige barrières die zijn geïnstalleerd op industrieel vervuilde locaties, het observeren van de vermindering van opgeloste giftige zware metalen in grondwater.

Een adsorberende in situ barrière

Voorafgaand aan het REGROUND-project, het team had al een paar jaar ervaring met het ontwikkelen van technologie die ijzeroxide-nanodeeltjes (NP's) in pluimen van grondwaterverontreinigingen injecteerde. De haalbaarheid van deze aanpak is met succes getest in laboratoriumexperimenten en in het veld.

REGROUND schetsen, de projectcoördinator Dr. Sadjad Mohammadian zegt:"Ons consortium heeft aan verschillende projecten gewerkt waarbij nanotechnologie wordt gebruikt voor milieutoepassingen. Verschillende aspecten van de voorgestelde technologie, inclusief verspreiding van deeltjes in de ondergrond, synthese van nieuwe deeltjes, reactiviteit en milieutoxiciteit, zijn ontwikkeld door onze leden. In REGROUND hebben we deze kennis geconsolideerd om op te schalen en op de markt te brengen."

De barrièremethode van REGROUND werkt door de hightech ijzeroxide NP's in sedimenten te injecteren, met behulp van eenvoudige putten in watervoerende lagen. De NP's leggen vooraf bepaalde afstanden af ​​en precipiteren vervolgens op het aquifermateriaal, zonder de poriën te blokkeren.

Voor Dr. Mohammadian was deze fase de grootste uitdaging voor het project, "We moesten metastabiele NP's produceren, dat wil zeggen, die in schorsing blijven, niet neerslaan of sedimenteren tijdens de synthese, productie, transport en injectie, begint pas te precipiteren na injectie." Zoals Dr Mohammadian verder uitlegt, "Dit vereiste dat we een innovatieve synthese moesten ontwikkelen, gemakkelijk aan te passen aan de eigenschappen van elke aquifer."

Het verontreinigde grondwater stroomt dan door deze NP-zone, waar de opgeloste giftige zware metalen worden geadsorbeerd aan de NP's, met metaalvrij water dat vervolgens stroomafwaarts wordt vrijgegeven. Omdat het gemakkelijk aan te brengen is en geen grote infrastructuur en grondverwijdering vereist, schoonmaakkosten aanzienlijk worden verlaagd.

De aanpak is specifiek gericht op arseen, barium, cadmium, chroom, koper, leiding, kwik en zink, allemaal geïdentificeerd als belangrijke grondwaterverontreinigingen.

Na twee proefaanvragen, REGROUND nam de innovatie over voor twee verontreinigde watervoerende lagen op industriële locaties, in Spanje en Portugal.

Uit de monitoringresultaten na injectie van het project blijkt dat zware metalen met succes zijn verwijderd op de niveaus die in het saneringsplan zijn nagestreefd. Deze resultaten geven aan dat de technologie marktklaar is.

Zoals Dr Mohammadian samenvat, "De bijna-marktreplicatie van de technologie en de daaropvolgende commercialiseringsinspanningen zijn een integraal onderdeel van REGROUND. Dit zal immobilisatie van giftige metaalverontreinigingen mogelijk maken op locaties die tot nu toe om technische of economische redenen onbehandeld zijn gebleven."

Innovatie in de watersector stimuleren

De ambitie van REGROUND sluit aan bij de reikwijdte van het waterbeleid van de EU, specifiek Richtlijn 2013/39/EU, die nieuwe waterzuiveringstechnologieën op de markt wil brengen.

Om het werk nog sneller te laten verlopen, het projectteam betreedt nu de markt van grondwaterwinning door een spin-off bedrijf op te richten. Dit bedrijf zal NP's toepassen op andere verontreinigingen, zoals cyaniden en polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's).

Hierop voortbouwend, Dr Mohammadian zegt:"Door onze kosteneffectieve technologie op de markt te brengen, we helpen innovatie in de watersector te stimuleren, het faciliteren van publieke en private inspanningen om de Europese, en wereldwijd, grondwaterwinning."