Forsøgsprojekter

Miljøstyrelsen har i perioden 1990 - 1996 gennemført en række forsøgsprojekter til oprensning af kommunale gasværksgrunde. Projekterne er ligelig finansieret af Miljøstyrelsen og den pågældende kommune. Formålet med forsøgsprojekterne var at få et øget kendskab til nye og bedre afværgeforanstaltninger til brug ved kommende oprydninger på gasværksgrunde. Forsøgsprojekterne blev samlet kaldt "Gasværkspakken".

Forsøgsprojekterne blev udført på følgende gasværksgrunde:

· Valby Gasværk
· Hjørring Gasværk
· Frederiksberg Gasværk
· Esbjerg Gasværk
· Mørkhøj Gasbeholder

Gasværkspakkeprojekterne er først og fremmest udført med henblik på afprøvning af in-situ og on-site teknikker, idet der på det pågældende tidspunkt manglede erfaring om egnede afværgeteknikker for gasværksgrunde.

Oprensningsteknikker

Oprensningsteknikkerne ved de fem afværgeprojekter under gasværkspakken var som følger:

Forurening på gasværksgrunde findes i tilknytning til forskellige installationer, hvor der har været forurenende aktiviteter. Tæt på disse kilder findes oftest høje forureningskoncentrationer i jord eller overfladenært grundvand. Rent kemikalieaffald i form af ren tjære eller brugt myremalm (cyanid) er ofte tilstede. Disse meget forurenede områder kaldes "hotspots".

Hotspots afgravning

Hotspots og kraftigt forurenede installationer kan ikke behandles in-situ, og dermed er der ved afværgeprojekter behov for afgravning af den mest forurenede jord og de kraftigste forurenede bygningsdele.

Fjernelse af installationer

I forbindelse med byggemodning er det desuden ofte nødvendigt med en delvis eller total fjernelse af installationer, fundamenter m.v.

Fri tjære

Der er ved flere sager opstået problemer med håndtering af fri tjære, som er løst ved at tjæren blandes med grus/sand/knust beton, således at tjæren kan afgraves med maskiner. Dette medfører, at der skal renses betydeligt større mængder forurenet materiale end forudset.

Forurenet vand

Tætte bassiner/beholdere indeholder ofte større mængder af meget forurenet vand, som kræver behandling før afledning. Alternativet må det forurenede vand opsamles og transporteres til et behandlingsanlæg. Lignende problemer kan opstå ved en grundvandssænkning i forbindelse med afgravning af jord. Den mest almindelige vandbehandlingsteknik har i disse tilfælde været mekanisk filtration og filtrering over aktiv kul før afledning til kloakken.

Forurenede bygningsdele

Alle metoder til behandling af stærkt forurenet jord kræver omfattende forbehandling i form af sortering og fjernelse af forurenet materiale over en vis størrelse, f.eks. betonbrokker, sten, metalgenstande og asfalt/tjæreklumper. Vask af bygningsmateriale har ofte været nødvendigt.

Forbehandling

Forbehandlingen skal næsten altid udføres on-site og kræver plads. Der skal være plads til udstyr til frasortering af større genstande, til vaskeanlæg og til betonknusningsanlæg.

Genbrug

Forbehandlingen medfører, at jorden og de forurenede materialer skal sorteres, og giver mulighed for at optimere og gennemføre genbrug af materialer som jern, beton og asfalt (bitumen). Kultjære kan normalt ikke genanvendes.

Lugtgener

Ved afgravning af hotspots og ved forbehandling af forurenet jord og materiale kan der opstå lugtgener for omgivelserne.

Støjgener

Forbehandling i form af knusning af beton og opskæring af jerngenstande vil ofte medføre støjgener.

Forbrænding

Ved forbrænding på kulfyret kræftværk og hos Kommunekemi destrueres jorden.

Termisk behandling

Ved termisk behandling fås et renset materiale, som er helt sort, men som har en struktur, som gør at det umiddelbart kan anvendes som råjord.

Termisk behandling er normalt meget effektivt til meget forurenet materiale og kan rense ned til 10 - 100 mg tjære/kg. Behandlingen kan gentages, hvis oprensningsgraden skal forbedres, men dette gør behandlingen dyrere.

Det anvendte anlæg til on-site termisk behandling var designet til har en kapacitet på ca. 2 tons jord/time, men under driftsforhold (driftsstop, vedligeholdelse, m.v.) havde anlægget set over den samlede driftsperiode kun en kapacitet på ca. 1 ton/time. Denne behandlingskapacitet vil være en begrænsende faktor ved on-site oprensninger.

Biologisk nedbrydning af tjære

Der findes dokumentation i litteraturen for biologisk nedbrydning af tjæreforbindelser som BTEX, phenoler, NSO-forbindelser og PAH-forbindelser. Især de tungere PAH-forbindelser er kritiske ved oprensning af jord, idet de bindes til jordpartikler og kun langsomt nedbrydes.

Det er sandsynligt, at en stor del af en tjæreforurening ikke er tilgængelig for biologiske processer. Der sker næppe nedbrydning inde i tjærepartiklerne. Endvidere er tjærepartikler sandsynligvis altid inhomogent fordelt i jorden.

Kompostering eller landfarming er tidskrævende, og effektiviteten er afhængig af rensningstiden og forureningssammensætningen. Effektiviteten af oprensningen er ofte lav i forhold til andre, dog væsentlig mere energi-krævende teknikker. Der er flere undersøgelser, som har dokumenteret oprensninger fra ca. 2.000 ned til ca. 200 mg total PAH/kg med tidshorisonter fra 6 måneder til flere år. Generelt er det svært at beregne tidsskalaen for de biologiske teknikker.

Nedbrydning af PAH

Baseret på resultater opnået med biologisk nedbrydning ved forskellige typer anlæg i udlandet samt resultaterne fra gasværkspakken vurderes det, at det forholdsvis er de 2-4 ringede PAH´er, som nedbrydes hurtigst.

Generelt er det bemærket, at nedbrydningshastighederne er meget lavere i felten end i laboratoriet, og at resultaterne fra laboratorieforsøg ikke direkte kan overføres til felt- eller fuldskalaforsøg. Ved forsøget ved Frederiksberg Gasværk var halveringstiden for alle PAH´er 400-800 dage.

Stimulering af nedbrydning

Stimulering af nedbrydning ved tilsætning af jordforbedringsmateriale, næringsalte eller andre behandlinger kan foretages, men har sjældent givet overbevisende resultater. De to gasværksprojekter har ikke dokumenteret, at tilsætning af detergenter eller organisk materiale som granflis eller kompost har en fremmende effekt på nedbrydningen. Tværtimod har tilsætning af flis tilsyneladende en hæmmende effekt på biologisk nedbrydning.

Hverken i litteraturen eller ved de to forsøgsprojekter er der fundet klare retningslinier, som kan sikre eller forudsige faktiske nedbrydningshastigheder.

Forsøget i Esbjerg har indikeret, at udvaskningen ved kompostering er begrænset, samt at udledningen af drænvand til traditionelt rensningsanlæg er uproblematisk.

Halveringstiden ved biologisk nedbrydning af PAH´er er lange, og prøvetagningsusikkerheden er stor. Der er derfor ingen fordele ved at analysere ved tidsintervaller, som er væsentligt kortere end halveringstiden, især hvis der kun analyseres forholdsvis få prøver pr. tidsinterval.

Der skal analyseres mange prøver for at kunne dokumentere en statistisk signifikant reduktion i koncentrationerne. Moniteringsprogrammet kan derfor med fordel optimeres, ved at der analyseres intensivt på opstarts- og slutniveauer og med kun nogle få analyserunde i den mellemliggende tid.

Forudsætninger

Forudsætningen for biologisk nedbrydning er, at hotspots er fjernet, dvs. at jord med koncentrationer af tjære på mere end 1% er frasorteret.

Ved høje koncentrationer (mere end 1% tjære i jorden) vil nedbrydningstiden være lang, og der er en risiko for at nedbrydningen i perioder går i stå. Det optimale behandlingsområde skønnes at være indenfor 0,1 – 0,3% tjære. Det er altid fordelagtigt at sortere jord efter forureningsgrad og jordtype.

Anvendelsen

Kompostering eller landfarming kan anvendes ved ikke-kritiske forureninger, hvor der ønskes en stabilisering af forureningen og reduktion af lugt eller udvaskningspotentiale, dvs. en fjernelse af de let flygtige og opløselige stoffer.

Kompostering eller landfarming kan også anvendes som en miljørigtig og billig metode ved oprensningen, hvor der ikke stilles forhåndskrav til, hvornår oprensningen af jorden skal være gennemført, til slutkoncentrationer og til den endelige anvendelse eller deponering. Disse forhold vil ofte være acceptable ved afgravning og bortskaffelse til et kommercielt biologisk behandlingsanlæg, men sjældent acceptable ved behandling on-site.

In-situ forceret udvaskning

Ved Hjørring Gasværk er restforureningen i jorden og grundvandet betragtet som et samlet medie. Det er ikke forsøgt at dokumentere restforureningsniveauet i jorden efter fjernelsen af hotspots, fordi forureningen forventes spredt over et større areal og til større dybder i et komplicerede geologi. Afværgeteknikken tager sigte på fjernelse af de lettere, flygtige og vandopløselige forureningskomponenter, og eventuelle restforureningen i jorden er ukritisk ved fremtidig anvendelse.

Ved forceret udvaskning sker der en udvaskning af de vandopløselige tjærekomponenter til grundvandet, hvor de kan kvantificeres og nedbrydningsprocesserne kan måles. Infiltrationsanlægget tilfører desuden nitrat og vand til den umættede zone. Især under de tidligere befæstede områder kan behandlingen fremme den biologiske nedbrydning i den umættede zone. Infiltrationsanlægget kan desuden fungere som et kapillarbrydende lag og forhindre opadgående transport af vandopløselige komponenter (cyanid, salte phenoler, m.v.) i porevandet.

In-situ vs. on-site

Generelt er det antaget at en in-situ metode vil være mere miljøvenlig end en on-site metode, idet forureningen ikke skal afgraves. Derimod er in-situ teknikker mindre forudsigelige og generelt mere langsomme end on-site metoder.

On-site vs. ex-site

De miljømæssige fordele ved at behandle jorden on-site er størst, hvis jorden skal genanvendes eller gendeponeres on-site, fremfor hvis jorden alligevel transporteres væk fra området efter behandling.

Forudsætningen for valg af on-site behandling af hotspots er, at oprensningsmetoden vil rense den forurenede jord, således at acceptkriterierne for restforureningen på gasværksgrunden kan overholdes. Herudover skal projektet kunne gennemføres inden for en passende tidsramme.

Økonomi ved on-site behandling

On-site anlæg er mest fordelagtige ved behandling af store mængder jord, og hvor anlægget kan placeres væk fra boligområder. On-site anlæg er uegnede, hvor der er støjbegrænsning, pladsmangel eller stramme tidsplaner for reetablering af grunden. Behandlingspris/tons jord for mindre mængder jord er generelt væsentligt højere end for større mængder jord.

Energiforbrug ved ex-site behandling

Behandling ex-site kræver energi i form af transport af forurenet jord fra grunden til behandlingsanlægget. Transporten medfører støj- og støvgener for omgivelserne, både på den aktuelle forurenede grund, under transport og ved aflæsning.

Jorden behandles ex-site ved anlæg, som er i konstant drift, eller hvor behandlingen kan optimeres ved at opsamle jord i større mængder fra andre projekter. Behandling ex-site er derfor mindre følsom over for forsinkelser og afbrydelser i afgravningsprojektet eller tidspres med hensyn til at gennemføre oprensningen inden for tidsplanen.

Ved biologisk behandling "ex-site" på kommercielle anlæg er det muligt at opnå en optimering af de biologiske processer ved en målrettet drift. Ved kommercielle anlæg findes en driftsorganisation med de nødvendige ressourcer og erfaringer til at følge nedbrydningen ved passende tidsintervaller. Hvis det er nødvendigt, har de kommercielle jordrensere mulighed for at stimulere de biologiske processer ved tilsætninger, luftning, vanding eller andre behandlinger. Ved disse anlæg er der tid til at vente på at jorden renses. Ligeledes kan jordens anvendelsesmulighederne efter oprensning bedre vurderes.

Blandingsforureninger

Forurenet jord kan være forurenet med flere typer forureninger; blandningsforureninger. Ofte vil der være tale om tjære, olieprodukter, tungmetaller eller cyanidforbindelser. Olieprodukter, og i et vist omfang cyanidforbindelser, kan ofte behandles samtidigt med tjærestoffer, men høje indhold af tungmetaller kan være afgørende for valg af behandlingsmetode.

Behandlingen af forurenet drænvand (grundvand) i et traditionelt rensningsanlæg giver ikke problemer. Det forurenede vand fortyndes med spildevand før tilledning til rensningsanlæg, og tjærekomponenterne kan ikke spores i vandet efter behandling.

Behandling ved stripning og rensning af luftfasen med aktive kulfiltre er en velafprøvet teknik til rensning af grundvand forurenet med benzen og andre flygtige aromater. Metoden er dog ikke så egnet til de mere vandopløselige tjærekomponenter som phenoler eller NSO-forbindelser, som kræver f.eks. direkte filtrering på aktivt kul.

In-situ vandbehandling

Infiltrationsanlægget ved Hjørring Gasværket har til formål at kombinere en øget udvaskning af forureningskomponenter med en forbedret biologisk nedbrydning. Biovandingen på Hjørring Gasværk skal ses som en lavteknologisk metode til stimulering af de naturlige biologiske nedbrydningsprocesser i den mættede og umættede zone. Disse processer er under naturlige forhold ofte hæmmede som følge af mangel på oxidationsmidler mv.

Ved forceret udvaskning skabes der inden for en kort tidsramme forudsætninger for en reduktion af restforureningen ved kilden.

Naturlig nedbrydning

På langt sigt er det sandsynligt, at naturlig nedbrydning alene vil kunne reducere restforureningen og forhindre uacceptabel forureningsbelastning af grundvandsressourcen.

Naturlig nedbrydning af tjæreforurening i grundvandet er dokumenteret i litteraturen og observeret ved gasværkspakke-projekterne. Ved vurdering og dokumentation af naturlig nedbrydning bør der opstilles velegnede moniteringsprogrammer.

Moniteringsprogrammet

Moniteringsprogrammet for grundvandet kan med fordel sammensættes som en blanding af feltmålinger, samleparametre, (f.eks. NVOC/VOC), specifikke organiske parametre samt uorganiske parametre, inklusive redoksparametre som ilt, redoks, nitrat, jern, mangan, sulfat og metan.

Konklusioner