Termisk assisterede oprensninger

2 Indledning

In situ rensning

Danmarks drikkevand og recipienter er truet af forurening med opløsningsmidler og olieprodukter. Ud fra såvel økonomiske som miljømæssige overvejelser er in situ metoder lovende til oprensning, fordi opgravning og transport af forurenet jord undgås.

I Danmark har in situ metoder som vakuumekstraktion, bioventilation og air sparging været anvendt. Metoderne har vist sig at være velegnede over for organiske forureninger som benzin, diesel/fyringsolie og klorerede opløsningsmidler. Dette gælder både i kildeområder med fri fase forurening og i nedstrøms faner med opløst forurening. Imidlertid er der også en lang række tilfælde, hvor de traditionelle løsningsmodeller ikke har virket hensigtsmæssigt.

Traditionelle metoders begrænsning

De traditionelle in situ metoder er alle karakteriseret ved, at deres effektivitet er stærkt afhængig af jordens ledningsevne over for luft og vand. Over for geologiske formationer med begrænset ledningsevne, eksempelvis lerede moræneformationer, er de traditionelle metoder derfor ikke effektive.

Ud over at de geologiske forhold kan gøre at oprensningen mislykkes, kan der også være forureningstyper, der på grund af begrænset flygtighed, kan være svære at fjerne med de traditionelle teknikker. Et eksempel på sådanne typer forureninger er tjæreforureninger ved gasværker. Disse kan kun i begrænset omfang fjernes ved vakuumekstraktion, og det vil være den biologiske omsætning, der styrer den samlede fjernelse.

Disse begrænsninger i de traditionelle in situ metoder har bekymret brugere, myndigheder og forskere. Der er derfor inden for den seneste årrække forsket i forskellige metoder til at løse disse problemer. En af de metoder, der ser meget lovende ud, er termisk assisterede oprensninger, hvor jorden/grundvandszonen opvarmes.

Termisk oprensning

Formålet med at opvarme er ofte flersidigt. Dels øges flygtigheden for forureningsstofferne kraftigt med temperaturen, dels sker der en udtørring af jorden under opvarmningen, hvilket fremmer luftstrømningen i jorden. Endelig forekommer der i nogle tilfælde lokalt kogning i jorden, der kan lede til en kraftig forøgelse af tilgængeligheden af de stoffer, der ønskes fjernet. Den termodynamiske baggrund og de termiske processer er beskrevet i kapitel 3.

Der findes en lang række metoder til opvarmning af jorden og grundvandszonen. I kapitel 4 er disse metoder gennemgået.

Specielt to opvarmningsmetoder virker lovende for danske forhold. Det drejer sig om direkte injektion af damp (steam injection), og opvarmning ved udnyttelse af jorden som elektrisk leder (Joule heating). Erfaringerne med disse teknologier er gennemgået i kapitel 5.

Håndtering af varm luft, vand og damp stiller specielle krav til behandlingsanlægget, idet køling er nødvendigt, og fordi store fluktuationer i stofkoncentrationer og luftmængder kan forventes som følge af variationer i undergrunden. Specielle krav til anlægget og monitering er diskuteret i kapitel 6 og 8.

Effektiv kontrol og styring af opvarmningen kræver detaljeret in situ monitering af tryk, temperaturer og eventuelt geofysiske egenskaber for at sikre homogen opvarmning, og for at undgå spredning af forureningsstoffer til koldere omkringliggende områder. Dette er beskrevet i kapitel 7.

I kapitel 9 gennemgås specielle sikkerhedshensyn, der knytter sig til termisk assisteret oprensning.

Potentielle implikationer for formationernes bæreevne - og heraf afledte geotekniske forstyrrelser - diskuteres i kapitel 10.

Opvarmning til kogepunktet forstyrrer den økologiske balance i jorden. De termiske effekter på de naturlige økosystemer gennemgås i kapitel 11.

Baseret på vor nuværende viden ser der ud til også at være et økonomisk incitament til at udnytte termisk assisterede metoder. Dette er nærmere beskrevet i kapitel 12.