[Forside] [Indhold] [Forrige] [Næste]

Effekt af tilsætning af Petrotech til dieselolieforurenet jord

3. Resultater

3.1 Karakterisering af jorden
3.2 Forforsøg
3.2.1 Jordprøver
3.2.2 Et trins batchudvaskningsforsøg
3.2.3 Fordampningsforsøg
3.3 Feltforsøg
3.3.1 Monitering
3.3.2 Kulbrinter i jorden
3.3.3 Driftsparametre
3.3.4 Respirationstest
3.3.5 Mineraliseringstest
3.3.6 Bakterietællinger

Dette kapitel indeholder både en beskrivelse af selve jorden samt resultaterne af forforsøgene og on site feltforsøget.

3.1 Karakterisering af jorden

Kornstørrelsesfordelingen, vist i tabel 3.1, afslører, at jorden indeholder en stor mængde ler og silt. Efter det danske klassifikationssystem (Miljøstyrelsen, 1996) adskilles sand og silt ved 0,02 mm, så jorden her indeholder omkring 30-35% ler og silt. Grus (> 2 mm) udgør 16-17%, og sand (0,02-2 mm) udgør 48-54%. Når silt- og lerfraktionen ikke er separeret, er det ikke muligt at fastsætte jordtypen yderligere, men med det fastsatte sandindhold er jorden enten en siltjord, lerjord eller en svær lerjord. Sandsynligheden for, at det er en svær lerjord, er dog meget lille.

Tabel 3.1. Kornstørrelsesfordeling for jord 1 og jord 2 før iblanding af sand.

Fraktion

Jordklassifikation

Jord 1

Jord 2

> 2 mm

Grus

16,87

16,36

1,4-2 mm

Sand

1,21

1,33

1-1,4 mm

Sand

1,56

1,47

0,71-1 mm

Sand

1,84

1,72

0,5-0,71 mm

Sand

3,01

2,86

0,355-0,5 mm

Sand

4,95

3,54

0,25-0,355 mm

Sand

5,09

5,32

0,18-0,355 mm

Sand

7,44

7,66

0,125-0,18 mm

Sand

9,01

9,57

0,09-0,125 mm

Sand

8,12

8,46

0,063-0,09 mm

Sand

6,84

6,66

< 0,063 mm

Sand, silt og ler

34,06

35,05

3.2 Forforsøg

3.2.1 Jordprøver

De målte koncentrationer af kulbrinter i de 2 jordprøver med og uden Petrotech er vist i tabel 3.2. Totalindholdet af kulbrinter er ens for jord 2 med og uden Petrotech, og der er en forskel på 6% for jord 1. Det må derfor konkluderes, at Petrotech ikke har nogen indflydelse på analysen af kulbrinter.

Tabel 3.2. Koncentrationen af kulbrinter i de 2 jordprøver med og uden tilsætning af Petrotech.

Prøve

C6H6 - C10
incl. BTEX
mg/kg TS

C10 - C25
mg/kg TS

C25 - C35
mg/kg TS

Totalt
indhold
mg/kg TS

Jord 1 med Petrotech

92

6.300

<20

6.400

Jord 1 uden Petrotech

80

6.700

<20

6.800

Jord 2 med Petrotech

54

4.500

<20

4.500

Jord 2 uden Petrotech

47

4.400

<20

4.500

3.2.2 Et trins batchudvaskningsforsøg

Resultatet af udvaskningsforsøget er vist i tabel 3.3. Der blev udført dobbeltforsøg på alle jordprøverne. For jord 1 er der en forskel på totalkulbrintekoncentrationen på 3% mellem jorden med og uden Petrotech, hvis totalkulbrintekoncentrationen på 510 mg/kg TS udelades. For jord 2 er der en forskel på totalkulbrintekoncentrationen på 40% mellem jordprøven med og uden Petrotech, hvis der ikke udelades nogen målinger. Hvis totalkulbrintekoncentrationen på 46 mg/kg TS udelades, er forskellen på 8%. Den udvaskelige mængde udgør 1,0-2,8% (hvis den højeste værdi på 7,5% udelades) af stofmængden i jorden. At der ikke udvaskes mere skyldes, at dieselolie består af forholdsvist tunge stoffer, der binder kraftigt til jorden. Det må derfor konkluderes, at Petrotech i den tilsatte koncentration ikke har nogen effekt på udvaskningen af kulbrinter fra jorden.

Tabel 3.3. Udvaskningen af kulbrinter af de 2 jorde med og uden Petrotech udtrykt som den udvaskelige stofmængde per kg jord TS. Desuden er den udvaskelige mængde (som total indhold) sat i forhold til mængden i jorden. Udvaskningen er målt i batchudvaskningsforsøg med et vand-/jordforhold på 10:1.

Prøve

C6H6 –C10
incl. BTEX
mg/kg TS

C10 -
C25
mg/kg TS

C25 - C35
mg/kg TS

Totalt
indhold
mg/kg TS

Procentuel udvasket mængde
%

Jord 1 med

2,2

180

1,9

180

2,8

Petrotech

2,5

150

2,5

150

2,3

Jord 1 uden

2,2

160

1,6

170

2,5

Petrotech

6,7

510

2,0

510

7,5

Jord 2 med

0,48

46

< 0,25

46

1,0

Petrotech

0,99

83

< 0,25

84

1,9

Jord 2 uden

2,4

100

< 0,25

100

2,2

Petrotech

0,48

80

1,0

81

1,8

3.2.3 Fordampningsforsøg

Resultatet af fordampningsforsøget er vist i tabel 3.4. Rådata og de efterfølgende beregninger for at nå frem til tallene i tabel 3.4 er vist i bilag 8. For jord 1 er der en forskel i den andel, der fordamper, på 11% mellem jorden med og uden Petrotech. For jord 2 er der en faktor 3-4 til forskel på jorden med og uden Petrotech. Andelen, der fordamper, er i jord 2 med Petrotech af samme størrelse, som for jord 1 med og uden Petrotech. Den andel, der fordamper i løbet af forsøgsperioden, udgør 0,0022-0,0072 (2,2-7,2‰) af mængden af totalkulbrinter eller 0,22-0,69 (22-69%) af mængden C6H6 - C10. At der ikke fordamper mere, skyldes sammensætningen af dieselolie, hvori en meget stor del udgøres af tungere komponenter, der har et meget lille damptryk. Sættes den fordampede mængde i relation til mængden af C6H6 - C10, som er den fraktion, der indeholder de lettere kulbrinter, som forventes at fordampe inden for en rimelig tidshorisont, udgør fordampningen 22-69%.

Forsøgene viser, at tilsætningen af Petrotech i den anvendte koncentration ikke har nogen effekt på fordampningen af kulbrinter fra jorden.

Tabel 3.4. Fordampningen af kulbrinter fra de 2 jorde med og uden Petrotech udtrykt som den fordampede stofmængde i forhold til henholdsvis mængden af totalkulbrinter i jorden og mængden af C6H6 - C10..

Prøve

Fordampet andel i forhold til mængden af totalkulbrinter

Fordampet andel i forhold til mængden af C6H6 - C10

Jord 1 med Petrotech

0,0054

0,46

Jord 1 uden Petrotech

0,0060

0,51

Jord 2 med Petrotech

0,0072

0,69

Jord 2 uden Petrotech

0,0022

0,21

3.3 Feltforsøg

3.3.1 Monitering

Den løbende monitering med detaljer omkring tidspunkter m.v. er vist i tabel 3.5.

Tabel 3.5. Oversigt over den udførte monitering. : Se her

1: Homogeniseret jordbunkerne ved harvning
2: Tilsat 240 l vand pr bunke
3: Tilsat 360 l vand pr bunke
4: Dieselolienedbrydende bakterier
5: Hexadecannedbrydende bakterier
6: Jordprøverne er analyseret senere efter at have været opbevaret i køleskab

3.3.2 Kulbrinter i jorden

Det fremgår af figur 3.1 og tabel 3.6, at koncentrationen af totalkulbrinter er den samme i de to jordbunker. På dag 90 er der måske sket et fald i koncentrationen af totalkulbrinter i begge jordbunker. Petrotech har åbenbart ingen effekt på bionedbrydningen af oliestofferne i jorden på basis af kulbrintekoncentrationen i jorden. Kulbrintekoncentrationen i jorden uden Petrotech på dag 42 er sandsynligvis behæftet med fejl.

Tabel 3.6. Kulbrintekoncentration (mg/kg TS) i jorden med og uden Petrotech.

Dag

Uden Petrotech

Med Petrotech

 

C6-C10

C11-C25

C25-C35

Total

C6-C10

C11-C25

C25-C35

Total

0

8,7

1606

145

1761

8,8

1477

113

1599

1

5,7

1410

1937

3353

6,8

1445

139

1591

3

5,4

1787

293

2086

6,3

1565

344

1914

13

7,1

2743

188

2938

5,9

2178

162

2347

36

-

-

-

3100

-

-

-

2023

42

2,3

568

43

614

7,1

2609

261

2846

56

-

-

-

1977

-

-

-

2089

90

-

-

-

1331

-

-

-

1422

kap1.3.gif (3026 bytes)

Figur 3.1. Koncentrationen af totalkulbrinter som funktion af tiden i henholdsvis jordbunken med og uden Petrotech kap03.4.jpg (811 bytes)

3.3.3 Driftsparametre

Ilt

Indholdet af ilt i de 2 jordbunker er vist i figur 3.2. Figuren viser, at den relative iltmætning har været omkring 1, dvs. iltindholdet i jordbunkerne har svaret til atmosfærens, og ilt har derfor ikke begrænset nedbrydningen af oliestoffer. Dette er forventeligt, idet jordbunkerne kun er 20-40 cm høje.

Temperaturen

Temperaturen i jordbunkerne om dagen har ifølge figur 3.3 varieret mellem 13°C og 26°C. Der er ingen tydelig forskel på temperaturen i de to bunker, hvilket viser, at den tilsatte Petrotech ikke har medført en så forøget mikrobiel aktivitet, at den har givet anledning til en forøget temperatur.

Tørstof- og vandindhold

Tørstofindholdet vist i figur 3.4 og vandindholdet vist i figur 3.5 viser, at jorden ikke på noget tidspunkt har været fuldstændigt udtørret til trods for, at feltforsøget foregik hen over sommeren med varme lufttemperaturer (se figur 3.3). Eftersom jordprøverne er blandingsprøver, er det viste vand- og tørstofindhold gennemsnitsværdier. I perioder har de øverste par centimeter af jordbunkerne været udtørret. Jorden har generelt bevaret en fugtighed, hvilket har betydet, at der, bortset fra de øverste centimeter, ikke er forekommet en hæmning af den mikrobiologiske aktivitet som følge af udtørring.

pH

pH varierer, som det fremgår af figur 3.6, mellem 6,76 og 7,39. Der er ingen umiddelbare indikationer på en tidslig variation eller en forskel mellem jorden uden og med Petrotech. De målte pH-værdier er inden for det område, hvor vækst af bakterier er optimal.

Figur 3.2. Iltmætningen som funktion af tiden i henholdsvis jordbunken med wpe6.jpg (840 bytes) og uden Petrotechwpe7.jpg (811 bytes).

Figur 3.3. Temperaturen som funktion af tiden i henholdsvis jordbunken med wpe6.jpg (840 bytes) og uden Petrotech wpe7.jpg (811 bytes) samt i luften (X).

Figur 3.4. Tørstofindholdet i forhold til totalindholdet som funktion af tiden i henholdsvis jordbunken med wpe6.jpg (840 bytes) og uden Petrotech wpe3.jpg (816 bytes).

Figur 3.5. Vandindholdet i forhold til tørstofindholdet som funktion af tiden i henholdsvis jordbunken med wpe2.jpg (830 bytes) og uden Petrotech wpe7.jpg (811 bytes).

Figur 3.6. pH som funktion af tiden i henholdsvis jordbunken med wpe6.jpg (840 bytes) og uden Petrotech wpe7.jpg (811 bytes)

3.3.4 Respirationstest

Respirationstests er blevet udført på jordprøver 3 gange (dag 0, 13 og 90) i løbet af forsøgsperioden. Iltforbruget i jordprøverne som funktion af tiden er vist i figur 3.7 for de 3 tidspunkter.

Figur 3.7. Middeliltforbruget i jordprøverne med wpe6.jpg (840 bytes) og uden Petrotech wpe3.jpg (816 bytes) som funktion af tiden for de 3 tidspunkter.

Figur 3.7. (fortsat) Middeliltforbruget i jordprøverne med wpe6.jpg (840 bytes) og uden Petrotech wpe3.jpg (816 bytes) som funktion af tiden for de 3 tidspunkter.

Hastigheden, hvorved ilten er forbrugt, er blevet beregnet ud fra hældningen på kurven normeret til mængden af jord i den enkelte flaske. På iltforbrugskurven, eksempelvis for dag 0, er der en ændring i hastigheden på kurven. Derfor er der beregnet to hastigheder. Alle de beregnede hastigheder er vist i tabel 3.7.

Der er et højere iltforbrug i jorden med Petrotech end uden fra dag 0 til dag 10. Dette skyldes sandsynligvis nedbrydningen af Petrotech. Efter dag 10 er der ikke så stor en forskel mere, hvilket indikerer, at det meste af Petrotechen er nedbrudt i løbet af de første 10 dage. Der er ingen forskel på hastigheden for dag 13, og hastigheden i jorden med Petrotech er ca. 20% større på dag 90 end hastigheden i jorden uden Petrotech.

Tabel 3.7. Respirationshastigheden udtrykt som det forbrugte volumen ilt, der omsættes per dag per kg jord TS. Middelværdi +/- varians. Tallene i parentes er minimums- og maksimumværdier.

Tid
(Dage)

Tids-
periode
(Dag)

Med
Petrotech
(ml ilt/(dagkgTS))

Uden
Petrotech
(ml ilt/(dagkgTS))

0

0-10
10-125

19,4+/-1,2(17,9-21,0)
9,36+/-1,02(7,95-10,5)

11,1+/-0,94(9,95-12,4)
6,83+/-0,50(5,71-7,48)

13

0-15
15-77

9,29+/-0,29(8,55-9,93)
5,96+/-0,40(5,38-6,66)

8,19+/-0,40(7,78-9,29)
5,80+/-0,42(5,36-6,54)

90

0-17
17-38

6,87+/-0,12(6,57-7,30)
3,95+/-0,31(3,12-4,69)

5,45+/-0,07(5,13-5,80)
3,15+/-0,01(3,00-3,24)

3.3.5 Mineraliseringstest

Mineraliseringstests blev udført på dag 0, 13, 42 og 90. Resultatet af de 4 udførte mineraliseringstests er vist i figur 3.8 for dag 13. Kurven viser andelen af det tilsatte C-14- mærkede hexadecan, som er fundet som C-14-mærket CO2.

Ud fra de 4 sæt mineraliseringsforsøg er den initiale nedbrydningshastighed for hexadecan beregnet som hældningen på den første del af kurven. Hældningerne er normeret til jordmængden i hvert forsøg. Disse hastigheder er vist i tabel 3.8. For dag 0 er hastighederne i jorden med og uden Petrotech ens, hvorimod hastigheden for dag 13, 42 og 92 er højere i jorden med Petrotech end i jorden uden. Sammenlignes hastighederne fra de forskellige dage, er hastigheden på dag 90 størst. Da jorden ikke indeholder samme mængde vand i de 4 tilfælde, kan vandindholdet influere på nedbrydningshastigheden, når der sammenlignes hastigheder opnået på forskellige tidspunkter.

wpeFA.jpg (88992 bytes)

Figur 3.8. Relativ kuldioxidudvikling af tilsat hexadecan som funktion af tiden. Jord med Petrotech wpe8.jpg (963 bytes), uden Petrotech wpe9.jpg (909 bytes) og kontrolforsøg med autoklaveret jord (X, ).

Tabel 3.8. Mineraliseringshastigheden udtrykt som andelen af den tilsatte mængde-C-14 mærket hexadecan, der er fundet som C-14-mærket CO2, som omsættes per dag per kg jord TS.

Tid
(Dage)

Tidsperiode i beregningen (Dag)

Med Petrotech
(dag kg TS)-1

Uden Petrotech
(dag kg TS)-1

0

0-7

0,68-1,0

0,47-0,96

13

0-6

0,74-0,80

0,44-0,57

42

0-3

0,83-1,1

0,26-0,64

90

0-5

2,3-2,5

1,7-2,0

3.3.6 Bakterietællinger

Kimtal ved 21°C

Kimtal ved 21°C er vist i tabel 3.9. Der er ikke den store forskel i antallet af kim ved 21°C i jorden med og uden Petrotech. Antallet af kim stiger med en faktor 10-20 fra dag 13 til dag 42 for at falde med en faktor 4-8 fra dag 42 til dag 90.

Tabel 3.9. Kimtal per g våd jord ved 21°C som funktion af tiden i henholdsvis jordbunken med og uden Petrotech.

 

Med Petrotech

Uden Petrotech

Dag

Interval

Middel

Interval

Middel

0

5,5•106–6,1•106

5,8•106

3,9•106-6,6•106

5,6•106

13

1,1•106-5,9·•06

4,1•106

3,8•106-4,7•106

4,4•106

42

6,5•107-9,2•107

8,1•7·107

2,9•107-7,5•107

5,3•107

90

1,3•107-2,5•107

1,7•107

6,5•106-8,9•106

7,9•106

Specifikke nedbrydere

Metoden, der blev anvendt til tælling af dieselolienedbrydende bakterier på dag 0 og dag 13, resulterede desværre ikke i nogen brugbare værdier (selv efter et halvt års inkubering ved 21°C).

Metoden anvendt til tælling af hexadecannedbrydende bakterier, der blev anvendt i stedet for på prøverne fra dag 56 og dag 107, resulterede i > 10000 kim/g jord i begge prøver for dag 56 og i > 1500 kim/g i begge prøver for dag 107. Bilag 16 indeholder detaljerne omkring MPN-bestemmelserne.


[Forside] [Indhold] [Forrige] [Næste] [Top]