MIP sonderingen

5.1.3.1 Inleiding

“MIP” is de afkorting voor Membrane Interface Probe. Dit is een milieusondering waarbij vluchtige (verontreinigings)componenten door verhitting ter hoogte van de conus in de gasfase gebracht worden en onmiddellijk met een FID (Flame Ionisation Detector), PID (Photo – Ionisation Detector) en DELCD (Dry Electrolytic Conductivity Detector)-meting in de sondeertruck onderzocht worden.

Het MIP/CPT-systeem moet duidelijk gezien worden als een kwantitatieve “screening tool”. Met behulp van het MIP-systeem wordt wel een goed beeld verkregen van de verspreiding van de verontreiniging in het Z-vlak en met een accuraatheid van 2 cm.

In oktober 2009 werd het MIP-systeem in de zone met de vastgestelde verontreiniging met gechloreerde solventen ingezet om de vermoedelijke aanwezigheid van de kernzone te verifiëren en in kaart te brengen.

5.1.3.2 Beschrijving van de techniek

MIP staat voor Membrane Interface Probe en is een onderzoekstechniek gebaseerd op door warmte gestimuleerd diffuus transport van vluchtige componenten uit de bodem en grondwater door een voor water impermeabel membraan.

Dit membraan is in een klassieke geotechnische CPT-sondeerconus (Cone Penetration Test-conus) ingebouwd. De door het membraan gediffundeerde componenten worden aan de achterzijde van het membraan in een stikstofgasstroom getransporteerd naar detectieapparatuur met 3 detectoren (FID, PID en DELCD) in de sondeertruck.

Bijkomend wordt eveneens de conductiviteit gemeten.

Het MIP/CPT-systeem van is uitstekend toepasbaar om grond-, bodemlucht- en grondwaterverontreinigingen met vluchtige componenten vast te stellen. Hiertoe wordt een speciale conus met behulp van sondeerapparatuur de bodem ingebracht.

CPT conus

De Cone Penetration Testing (CPT)-conus is uitgerust met de standaard meeteenheden om de conus- en wrijvingsweerstand in de bodem te meten. Daarnaast bevindt zich in de zijwand van de conus een hydrofoob semi-permeabel membraan dat enkel permeabel is voor gassen.

Achter het membraan worden de doorgetreden componenten opgenomen in een constante gasstroom, die in de truck geanalyseerd wordt met behulp van verschillende detectoren (PID, FID en DELCD). Het membraan wordt verwarmd tot een temperatuur van ongeveer 100°C om de uitwisseling van verontreiniging tussen bodemfase en membraan mogelijk te maken.

Figuur 5-1: Schematische voorstelling MIP-conus

PID, FID, DELCD detectoren

Op het MIP-systeem zijn drie detectoren aangesloten :

• PID (Photo Ionisation Detector);

• FID (Flame Ionisation Detector);

• DELCD (Dry Electrolytic Conductivity Detector).

Het meetprincipe van de PID-detector is gebaseerd op ionisatie. Het verschil met de FID is dat de ionisatie hier plaats vindt op basis van UV-licht. De koolwaterstofverbindingen worden door UV-licht geleid waarbij de ionisatie plaatsvindt. De ionen veroorzaken hier een elektrische stroom.

Sommige stoffen worden gemakkelijker geïoniseerd dan andere. De hoeveelheid energie die noodzakelijk is om een elektron te ontnemen aan een component wordt Ionisatie Potentiaal (IP) genoemd. Ieder component heeft zijn eigen IP; des te lager de IP, des te lager is de hoeveelheid energie noodzakelijk om de bewuste component te ioniseren. De IP wordt gemeten in elektronvolts (eV).

In een PID-detector vindt ionisatie plaats door middel van een ionisatie UV-lamp. Er bestaan verschillende lampen met verschillende potentialen. Door gebruik te maken van een lamp met een specifieke potentiaal kunnen alle stoffen met een lagere Ionisatie Potentiaal geanalyseerd worden. Voor deze PID komt dit er op neer dat alleen koolwaterstoffen gedetecteerd worden met een IP van lager dan 10,6 eV (o.a.

onverzadigde gechloreerde koolwaterstoffen). Dit in tegenstelling tot de FID waarbij alle koolwaterstoffen via een verbrandingsproces geïoniseerd en dus gemeten worden.

De uitslag van een specifieke koolwaterstofverbinding verschilt veelal voor een FID- of een PID-detector. De PID-detector is specifieker dan de FID-detector. Daarentegen is de stabiliteit van de FID-detector veel beter dan die van de PID-detector.

De detector is in staat om alle koolwaterstofverbindingen te detecteren. In de FID-detector worden de koolwaterstofverbindingen geïoniseerd na het passeren van een vlam. De geproduceerde ionen veroorzaken een elektrische stroom nadat ze opgevangen zijn door elektroden.

De DELCD kan specifiek chloorhoudende koolwaterstoffen aantonen. Het principe is gebaseerd op de oxidatie van gechloreerde koolwaterstoffen tot chloordioxide (ClO2) dat bij hoge temperaturen elektrisch geleidend is in de gasfase.

In navolgende Tabel 5-1 wordt het detectiegebied van de verschillende detectoren aangegeven.

Tabel 5-1: Detectiegebied detectoren

Detector Aromatische

Koolwaterstoffen

Gechloreerde Koolwaterstoffen

Methaan (1)

PID /X (2) X

FID

DELCD X X

 = worden gedetecteerd; X = kunnen niet gedetecteerd worden 1) methaan is soms natuurlijk aanwezig in Vlaamse bodems

2) afhankelijk van het soort gechloreerd solvent en de gebruikte instelling van de detector

Voor elke gedetecteerde component geldt een specifieke responsfactor. Dit reflecteert het feit dat bij de detectie van twee componenten met dezelfde concentratie, een verschil in respons verkregen kan worden. Deze specifieke responsfactoren verschillen ook per type detector. Naarmate de responsfactor van een stof hoger is, is de detector respons voor een standaard concentratie van die stof hoger.

De responsfactoren in de FID- en PID-detector voor de meest gangbare koolwaterstoffen kunnen respectievelijk meer dan een factor 2 en tot een factor 10 verschillen. De respons van de DELCD- detector is recht evenredig met het aantal chlooratomen dat er in een verbinding aanwezig is. Vinylchloride (1 chlooratoom) wordt derhalve met behulp van de DELCD-detector alleen aangetoond als er relatief hogere concentraties aanwezig zijn.

Met behulp van het MIP-systeem wordt een beeld verkregen van de verspreiding van de verontreiniging in het X, Y, Z-vlak. Als globale detectielimiet voor de meest gangbare gechloreerde koolwaterstoffen wordt een concentratie in de orde van 100-400 µg/L aangehouden.

In Bijlage 20 wordt het verslag van de MIP-sonderingen weergegeven.