Transcript Presentatie Simulatie Bodem Redox door Jan

Bodemsanering als context voor redox
7 november Woudschoten Chemie Conferentie
Jan Jaap ter Horst, Pantarijn en deelnemer DOT Wageningen
Durk Veenstra en Jeroen Sijbers, Bètasteunpunt Wageningen
Bètasteunpunten
 Professionalisering
 Aansluiting tussen vo ho
 Vakontwikkeling
www.betasteunpunten.nl
Bètasteunpunt Wageningen
 Nascholing gericht op vakinhoud
 DOT
● 12/13: Bioplastics
● 13/14: Redox in de milieutechnologie
● Drie Lesbrieven!
● 14/15: Biochemie (Lezing door Prof. Sacco de Vries
za ochtend)
 Lesmodules
 Serious Game: in deze workshop!
www.wageningenur.nl/docenten klik op scheikunde
Thema milieutechnologie
 Drie groepen (2,2,3 personen)
● Bodemsanering d.m.v. bioremediatie
● Metalen uit het milieu terugwinnen
● MFC: microbiële brandstof cel en hoe planten hierin
een rol kunnen spelen (gisteravond)
Nascholing
Moleculaire structuuranalyse
12 februari
Tijden: 14.30-20.00 uur
Kosten: € 110,-
Lesmodules
Nieuwe examenprogramma!
• Domein F: Industriele processen
• Industriele processen
• Groene Chemie
• Energie-omzettingen
• Energieproductie uit biomassa: bioethanol.
• De kandidaat kan het gebruik van verschillende
energiebronnen in een proces met elkaar vergelijken en
een keuze voor een energiebron beargumenteren.
• bio-ethanol
Docenten Ontwikkel team (DOT)
 Docenten ontwikkelen lesmateriaal
samen met experts
 Doel:
● Uitdagen en inspireren van docenten
● Ontwikkeling van
het vak scheikunde
Het team
 Peter Klaassen, Johannes Fontanus College Barneveld
 Netty van Marle, Hendrik Pierson College Zetten
 Bart Langejan, Rembrandt college Veenendaal
 Jan Jaap ter Horst, Pantarijn Wageningen
 Jeroen Beltman, Etty Hillesum College
 Rolf Coolen, Pallas Athene College Ede
 Niek Bijkerk, Marnix college Ede
 Coach: Coen Klein-Douwel, Christelijk Lyceum
Veenendaal
Structuur van de workshop
 Theoretische basis
 Presentatie game
 Zelf aan de slag
 Korte evaluatie
 Ingaan op lesbrief
In situ bodemsanering: nut & noodzaak
Breed verspreid in Nederland
 400,000 verontreinigde
plekken in Nederland
 Beïnvloed gezondheid en
natuur
 Bedreigt
drinkwatervoorziening
 Remt (her)gebruik van
grond
 Mooie context voor
redoxchemie!!
Verontreinigingen en
saneringsmogelijkheden
 Hoofdzakelijk organische verbindingen en zware
metalen.
● Focus in de simulatie: benzeen en PCE.
 Saneringen: fysiek, chemische oxidatie, biostimulering.
● Focus in de simulatie: op chemisch en (biologisch
gestimuleerde) natuurlijke afbraak.
Wat te doen?

Grond afgraven en dan verwerken.
● Werkt prima.
● een oude techniek (1980).
● Erg duur en hoge CO2 belasting.

Bodem met chemicaliën bewerken, ISCO.
● Werking hangt af van bodemsoort en gebruikte chemicaliën en soort
verontreiniging.

Niets (the solution to polution is dissolution!)
● Werkt vaak verbazingwekkend goed.
● Biologische afbraak is belangrijke component.

Biologisch afbraak stimuleren
● Stimulatie hangt af van redoxeigenschappen van de verontreiniging en van de
grondsoort.
Opstellen redoxreacties en berekeningen
Geef m.b.v. de halfreacties van MnO4- en PCE de totaalreactie.
X4
MnO4- + 2H2O + 3e-
MnO2 + 4OH- Oxidator MnO4-
X3
C2Cl4 + 4H2O
8H+ + 4Cl- + 2CO2 + 4e- Reductor PCE
+
3C2Cl4 + 4MnO4- +4H2O
4MnO2 + 6CO2 + 8H+ + 12Cl-
Biologisch proces in (verontreinigde) grond
Elektron donoren
elektronen overdracht
microorganismen
Organische
verbindingen
aromaten,
Elektron acceptoren
O2
Mn4+
NO3Fe3+
aardolie
SO42CO2
PCE
TCE
H2
CIS
VC
H2O
Mn2+
NO2-, N2
Fe2+
FeS2
S2-
CH4
TCE
CIS
VC
Etheen
Bodemredox
Simulatie
Opzet simulatie
 Spelenderwijs ontdekken leerlingen uit welke elementen
een sanering bestaat; welke rollen verschillende stoffen
spelen.
 Simulatie bestaat uit diverse challenges, die stapsgewijs
nieuwe stoffen en saneringstypen introduceren.
Opzet simulatie (2)
 Leerlingen leren meteen een sanering te dimensioneren,
en deze te optimaliseren voor tijd of molverhouding.
Opzet is onderzoekend - fouten bestaan niet.
 Maw: een activerende toegepaste context voor
redoxchemie
Leerdoelen simulatie
 Leerlingen weten dat afbraak zowel chemisch als
biologisch plaatsvindt - beide zijn redoxreacties.
 Leerlingen weten de rol van de bodem bij natuurlijke
afbraak van PCE en benzeen.
Leerdoelen simulatie (2)
 Leerlingen kunnen per verontreiniging en bodemtype
beoordelen welke saneringsmiddelen H2O2, KMnO4,
zuurstof, acetaat, lactaat optimaal is.
 Leerlingen kunnen beredeneren hoe de actieve tijd van
het saneringsmiddel en adsorptievoorkeur van het
verontreinigingsmiddel de dimensionering van de
sanering beinvloeden.
Demonstratie
Aan de slag met challenge 1 t/m 3
Veel plezier!
[email protected]
www.wageningenur.nl/docenten
Twitter:@betasteunpuntWU