Fjernelse af metaller fra grundvand ved traditionel vandbehandling på danske vandværker

4. Vurderinger

4.1 Indhold af metaller i råvand
4.2 Fjernelse af metaller på vandværker

4.1 Indhold af metaller i råvand

Indholdet af metaller fundet i prøver af råvand fra de 20 vandværker omfattet af nærværende projekt er angivet i tabel 9 ved gennemsnit, median samt minimum- og maksimumværdi for indhold af hvert af de indgående metaller. Endvidere er der i tabellen anført tilsvarende for indhold af metaller i råvand fra 37 af Københavns Vands kildepladser. Endelig er der til sammenligning i tabel 9 anført drikkevandskvalitetskrav for de indgående metaller.

Som det fremgår af tabel 9 ligger de fundne indhold af spormetaller i råvandsprøver fra såvel de 20 vandværker omfattet af nærværende projekt som fra Københavns Vands 37 kildepladser generelt på niveauer, som er størrelsesordener mindre end de højest tilladelige drikkevandskvalitetskrav.

For spormetaller er der kun for nikkel og zink fundet få overskridelser af de højest tilladelige drikkevandskvalitetskrav:

• Ud af de 20 vandværker (tabel 2) er der 2, hvor der er fundet
  indhold af nikkel over 20 µg/l.
• Ud af de 37 KV kildepladser (tabel 3) er der 2, hvor der er fundet
  indhold af nikkel over 20 µg/l.
• Ud af de 20 vandværker (tabel 2) er der 2, hvor der er fundet
  indhold af zink over 100 µg/l.

Det vurderes umiddelbart, at de 2 fundne høje indhold af zink må tilskrives afsmitning fra pumper, rør, prøvetagningshaner m.v., mens de fundne høje indhold af nikkel antageligt kan tilskrives høje indhold i grundvandsmagasinerne.

Generelt kan de fundne resultater ikke betegnes som overraskende, idet såvel afsmitning af zink fra installationer som nikkelproblemer i særlige egne af Danmark er velkendte problemstillinger.

Korrelation mellem indholdene af de forskellige metaller i råvandsprøverne er undersøgt for henholdsvis de 20 vandværker omfattet af nærværende projekt og data fra Københavns Vands 37 kildepladser. Generelt kan indholdene ikke betegnes som velkorrelerede. De bedste sammenhænge er fundet for data fra Københavns Vands 37 kildepladser for følgende spormetaller (se også figur 1):

• nikkel og zink,
• nikkel og antimon,
• zink og antimon.

For de 20 vandværker omfattet af nærværende projekt er der også fundet en korrelation mellem nikkel og antimon. Dog bemærkes det, at indhold af antimon kun er påvist for få af de 20 vandværker.

Figur 1: Korrelation mellem indhold af zink og nikkel i råvandsprøver fra 37 KV kildepladser

Figur 2: Korrelation mellem indhold af antimon og nikkel i råvandsprøver fra 20 vandværker samt
37 KV kildepladser

Modsat data fra Københavns Vands 37 kildepladser er indholdene af nikkel og zink ikke korrelerede for råvandsprøverne fra de 20 vandværker omfattet af nærværende projekt. Det vurderes, at dette må tilskrives en generelt større afsmitning af zink fra pumper, rør, prøvetagningshaner m.v. for de 20 vandværker, hvor der – modsat de 37 kildepladser – ikke rutinemæssigt udtages råvandsprøver til analyse for indhold af spormetaller.

Det bemærkes, at hverken indholdene af jern eller mangan er velkorrelerede med nogen af spormetallerne.

De dårligt korrelerede værdier kan nok i nogen grad tilskrives, at der antageligt også forekommer afsmitning fra pumper og ledninger. De fundne indhold afspejler generelt indhold i tilgang til værkerne og dermed ikke nødvendigvis entydigt grundvandets indhold af metallerne.

4.2 Fjernelse af metaller på vandværker

For de enkelte vandværker er fjernelsen af metaller beregnet. Fjernelsen er udtrykt ved fjernelsesgrader beregnet som reduktion af metalindhold fra indhold i råvand til indhold i behandlet vand.

De beregnede fjernelsesgrader for de 20 vandværker omfattet af nærværende projekt er anført i tabel 10. Til sammenligning er der også i tabel 10 anført data for de 7 vandværker fra Københavns Vandforsyning.

Af tabel 6 fremgår det, at ikke alle de 20 værker kan overholde de vejledende kvalitetskriterier for indhold af jern i behandlet vand. På trods heraf er der dog jf. værdierne i tabel 10 på alle værkerne fundet en høj fjernelsesgrad for jern (Fakse dog evt. undtaget). Fjernelsen af mangan synes tilfredsstillende for alle værker.

Der er også fundet fjernelse af spormetallerne. For disse overskygges fjernelsen dog i nogen grad af, at der jf. tabel 10 også er set væsentlige bidrag til vandets indhold af spormetallerne fra pumper, rør, beholdere, prøvehaner m.v. på værkerne. Dette gælder især metallerne bly, cadmium, chrom, kobber, nikkel og zink. Bidragene til vandets indhold af disse spormetaller synes at følges i et vist omfang således, at der typisk er bidrag fra to eller flere af metallerne samtidigt. Bidrag med zink synes at være en god indikator for bidrag med andre metaller også.

Med hensyn til fjernelse af spormetaller på vandværkerne, er de bedste data for fjernelse opnået for arsen. Det ses således af tabel 10, at der er set fjernelse af arsen på 15 af de 20 vandværker omfattet af nærværende projekt. Blandt de 20 værker er der 2, hvor der ikke er påvist arsen i råvandet. Der er således set fjernelse af arsen på 15 af 18 mulige værker. Endvidere er der set fjernelse af arsen på alle de 7 værker, hvorfra der er leveret data fra Københavns Vand.

For molybdæn er der stort set ikke konstateret bidrag på værkerne (se tabel 10). De fundne fjernelser af molybdæn på værkerne er imidlertid ringe. Sammenfattede må molybdæn således betegnes som det mest konservative af de indgående spormetaller.

Fjernelse af visse af spormetallerne er koblet til mængden af fjernet jern eller mængden af fjernet mangan på værkerne. Givet de gennemgående høje fjernelsesgrader for jern og mangan, synes der dog dermed ikke at være nogen særlig differentiering af fjernelsen af de andre metaller, som kan tilskrives fjernelsesgraden for jern henholdsvis mangan. Væsentligt synes derimod at være den mængde af jern henholdsvis mangan, som fjernes på de enkelte værker. For nærværende spiller indholdene af jern og mangan i værkernes råvand derfor en vigtig rolle for fjernelsen af andre metaller. For de enkelte vandværker er molfjernelsen af spormetaller derfor beregnet med henblik på sammenligning med molfjernelsen af jern henholdsvis mangan.

Molfjernelsen er beregnet som reduktion af metalindhold fra indhold i råvand til indhold i behandlet vand. De beregnede molfjernelser for de 20 vandværker omfattet af nærværende projekt er anført i tabel 11. Til sammenligning er der også i tabel 11 anført data for de 7 vandværker fra Københavns Vandforsyning.

Ved sammenligningerne af molfjernelserne jf. tabel 11 er de bedste korrelationer for fjernelse af spormetaller sammen med fjernelse af jern henholdsvis mangan fundet for følgende:

• arsen og jern
• nikkel og mangan.

Korrelationen mellem nikkel- og manganfjernelsen er dog kun gældende for så vidt, at der alene ses på værker uden bidrag af nikkel.

Det bemærkes, at arsen- og manganfjernelsen henholdsvis nikkel- og jern-fjernelsen ikke er korrelerede. Det bemærkes endvidere, at entydige sammenhænge mellem arsen og jern henholdsvis nikkel og mangan i nogen grad forstyrres af, at også andre faktorer spiller ind på fjernelsen. F.eks. har råvandets indhold af arsen også indflydelse på fjernelsen af arsen, således at højt indhold af arsen i råvandet også forøger fjernelsen af arsen. Tilsvarende gør sig gældende for nikkel.

Sammenhængene mellem fjernelsen af arsen og jern henholdsvis nikkel og mangan er vist i figur 3 og 4.

Figur 3: Korrelation mellem fjernelse af jern og arsen på de 20 værker i projektet samt de 7 KV værker. Værker med bidrag af arsen er sorteret fra.

Figur 4: Korrelation mellem fjernelse af mangan og nikkel på de 20 værker i projektet samt de 7 KV værker. Værker med bidrag af nikkel er sorteret fra.

Sammenhæng mellem fjernelsen af de enkelte spormetaller er også undersøgt. Det er dog her fundet, at fjernelserne af de enkelte metaller gennemgående er dårligt korrelerede indbyrdes. Dette gælder såvel fjernelsesgraderne som molfjernelserne.

For filterskyllevandet fra de 20 værker omfattet af nærværende projekt er det naturligt nok fundet, at prøvefiltreringen har en stor effekt på fjernelsen af opslemmet jern og mangan. Prøvefiltreringen synes også at have haft en effekt på arsenindholdene, hvilket indikerer, at arsen er knyttet til jernslammet. Ved prøvefiltreringen er der generelt fjernet over 95% af filterskylle-vandets indhold af jern. Tilsvarende er der ved prøvefiltreringen generelt set en stor fjernelse af filterskyllevandets indhold af arsen for værker med arsen i råvandet.

Prøvefiltreringen har også i nogen grad haft en effekt for antimon, bly, cadmium, chrom, kobber og nikkel om end ikke i samme omfang som for arsen. For molybdæn er der ikke set nogen effekt. For zink konstateres der generelt et bidrag ved prøvefiltreringen, hvilket tilskrives de anvendte glasfiltre.

Sammenfattende synes en passende henstand med henblik på sedimentation af jern- og manganslam inden afledning af filterskyllevandet således primært at have en effekt på afledning af arsen fra værkerne. Dette er i overensstemmelse med resultaterne af det tidligere gennemførte okkerslamprojekt.

Givet en passende henstand inden afledning af filterskyllevandet vurderes det, at indholdet af metaller i filterskyllevandet (dog evt. bortset fra arsen) generelt ikke vil give anledning til overskridelser af kvalitetskravene (ferskvand) til vådområder for metaller (Miljøministeriet, 1996). Dette baseres på de generelt fundne lave indhold af metaller i råvandet til vandværkerne og de tilsvarende indhold fundet i prøver af filtreret skyllevand, som typisk ligger på niveauer, som er væsentligt mindre end kvalitetskravene til vådområder.