Guidelines for selecting remediation technologies for unsaturated soils: a screening matrix approach for Luxembourg

This thesis presents the development of an Excel-based Screening Matrix tool designed to support the selection of remediation technologies for polluted unsaturated soils in Luxembourg. The tool addresses Luxembourg's context, where currently polluted soils are either sent to landfills, confined or treated off-site in neighbouring countries and aligns with the upcoming national law on soil protection and remediation. The Screening Matrix includes Luxembourg's two main soil types - sandy soil (comprising Luxembourg sandstone) and unique soil (encompassing all other soil types) - and considers the pollutants that will be regulated under the upcoming legislation, including monoaromatic solvents (benzene, toluene, ethylbenzene, xylenes - BTEX), aliphatic hydrocarbons, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), aliphatic hydrocarbons, total petroleum hydrocarbons (TPHs), chlorinated hydrocarbons, phenols, methyl-tert-butyl-ether (MTBE), metals and cyanides. The tool includes both applicability factors and decision criteria: a first screening of the available technologies can be obtained accounting for unavoidable constraints (target pollutants, soil type and achievable depths), then a comparison of the applicable options can be performed, considering the obtainable removal efficiencies, treatment duration and costs. The matrix integrates data from laboratory, pilot, and full-scale applications, offering users insight into technology performance. Since the tool is implemented in Excel, it can be continuously updated with new case studies, ensuring that the most current data is available. This research supports Luxembourg's sustainable development objectives by providing valuable guidance for selecting remediation technologies, offering alternatives to the currently prevalent approaches of dig and dump and soil capping, and aiding the implementation of the country's upcoming soil protection legislation.

Questa tesi presenta lo sviluppo di una Matrice di Screening in Excel, progettata per supportare la selezione di tecnologie di bonifica per i suoli non saturi inquinati in Lussemburgo. Lo strumento affronta il contesto del Lussemburgo, dove attualmente i suoli inquinati vengono inviati alle discariche, confinati o trattati fuori dal Paese, in stati confinanti, e si allinea con la prossima legge nazionale sulla protezione e bonifica del suolo. La Screening Matrix include i due principali tipi di suolo in Lussemburgo - suolo sabbioso (che comprende l'arenaria del Lussemburgo) e suolo unico (che comprende tutti gli altri tipi di suolo) - e considera gli inquinanti che saranno regolamentati dalla futura normativa, tra cui solventi monoaromatici (benzene, toluene, etilbenzene e xileni – BTEX), idrocarburi alifatici, idrocarburi policiclici aromatici (IPA), idrocarburi totali del petrolio (TPH – Total Petroleum Hydrocarbons), idrocarburi clorurati, fenoli, metil-tert-butil-etere (MTBE), metalli e cianuri. Lo strumento comprende sia fattori di applicabilità che criteri decisionali: è possibile effettuare una prima selezione delle tecnologie disponibili tenendo conto di vincoli inevitabili (inquinanti target, tipo di suolo e profondità raggiungibili), per poi confrontare le opzioni applicabili in base all’efficienza di rimozione ottenibile, alla durata del trattamento e ai costi. La matrice integra dati provenienti da applicazioni in laboratorio, pilota e a piena scala, offrendo agli utenti una panoramica delle prestazioni delle tecnologie. Poiché lo strumento è implementato in Excel, può essere continuamente aggiornato con nuovi casi di studio, garantendo la disponibilità dei dati più recenti. Questa ricerca supporta gli obiettivi di sviluppo sostenibile del Lussemburgo, fornendo indicazioni utili per la selezione delle tecnologie di bonifica, offrendo alternative agli approcci attualmente prevalenti di scavo e smaltimento in discarica o copertura del suolo, ponendo le basi per l'implementazione della futura normativa sulla protezione del suolo nel Paese.