| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Udvikling af metode til testning af udvaskning af organiske stoffer fra jord og restprodukter

1. Introduktion

1.1 Baggrund

Som et led i det omfattende jordlovsarbejde er der udsendt et forslag til bekendtgørelse om genanvendelse af restprodukter og jord til bygge- og anlægsarbejder. Princippet for reguleringen/kravværdierne er som noget nyt baseret på en regulering af jorden og restprodukternes udvaskelige stofmængde bestemt under nærmere specificerede omstændigheder. Under arbejdet med koncepter, metodik og tests til klassificering af stofudvaskningen fra jord og restprodukter (Hjelmar et al. 1998) blev det klart, at det faglige grundlag for vurdering af jord generelt samt flere typer af mineralske restprodukter er utilstrækkeligt. Før eller parallelt med, at retningslinierne effektueres, er det derfor nødvendigt, at der gennemføres undersøgelser, som tilvejebringer det fornødne grundlag, og som om nødvendigt kan benyttes til justering af metoder og kriterier.

Såvel for restprodukter som for jord gælder det, at testning for udvaskning af organiske forureningskomponenter ikke er velundersøgt, og eftersom de organiske forureningsstoffer udgør en meget omfattende og udbredt gruppe af stoffer med forskellige egenskaber, er det således af stor betydning, at der igangsættes udvikling af tests, der kan anvendes i forbindelse med undersøgelser af de organiske forureningsstoffer. På grund af de organiske stoffers forskellige egenskaber, f.eks. med hensyn til nedbrydelighed og flygtighed, er det vanskeligt og tidskrævende at udvikle selv enkle udvaskningstests til organiske stoffer. Det er således af stor betydning at udvikle testmetoder til organiske stoffer og at relatere erfaringerne herfra til de koncepter og testmetoder, der er udviklet for uorganiske stoffer. Muligvis vil nogle af de mest vandopløselige organiske stoffer med lav flygtighed kunne testes i systemer, der minder om dem, som anvendes til testning for uorganiske stoffer, hvilket i størst muligt omfang bør tilstræbes. I forskningssammenhænge har der gennem en årrække været fokus på sorption og desorption af organiske stoffer i jord og akvifermaterialer. Denne viden udgør et vigtigt udgangspunkt for forståelsen for de konkrete testrelaterede problemstillinger.

På denne baggrund har Miljøstyrelsen med midler fra Miljøstyrelsens Teknologiudviklingsprogram igangsat projektet "Udvaskning af organiske stoffer fra jord og restprodukter: Metodeudvikling". Projektet er udført i 1998 og 99 af DHI i samarbejde med Peter Kjeldsen, Institut for Miljøteknologi, DTU.

1.2 Organiske stoffer i jord og restprodukter

Jord fra forurenede grunde kan være blevet forurenet på grund af spild, utætheder i tanke eller rørføringer samt deponering af kemikalieaffald på grundene. I flere tilfælde sker kontamineringen i form af ikke-vandblandbare organiske væsker, også kaldet NAPL (benzin, olie, opløsningsmidler) efter den engelske forkortelse af Non Aqueous Phase Liquid. En forurenet jord kan således i nogle tilfælde bestå af fire faser (fast fase i form af jordpartikler, vand, luft og NAPL i form af små klumper tilbageholdt af jorden). I denne situation vil udvaskningen være styret af opløsningen af organiske stoffer fra den frie NAPL-fase. I flere tilfælde har forureningen ikke hidrørt fra nedsivning af NAPL, eller den frie NAPL-fase er forsvundet - i disse tilfælde består jorden kun af tre faser. Her vil udvaskningen af organiske stoffer været styret af desorption fra de faste jordpartikler.
Vurdering af udvaskningen af organiske stoffer fra jord kan blive aktuel under flere scenarier, nemlig in-situ, samt som opgravet og behandlet. Oprensning af forurenede grunde sker enten ved opgravning af jorden med efterfølgende behandling eller ved in-situ-teknikker. Ved de fleste oprensningsprojekter vil man normalt ikke fjerne forureningen til baggrundsniveau alle steder - der vil i mange tilfælde kunne accepteres en vis mængde restforurening, som efterlades på lokaliteten. Udvaskningstests kunne være metoden til at fastlægge acceptable restforureningsniveauer, idet en total analyse af jorden siger meget lidt om udvaskningspotentialet fra jorden. Ved opgravningsprojekter vil man stå med forurenet jord (evt. opdelt i forskellige forureningsklasser), som ønskes behandlet - i mange tilfælde biologisk. Her vil udvaskningstests kunne benyttes til at vurdere forureningspotentialet, som baggrund for at vælge behandlingsform/-pris. Resultatet af en sådan test kunne være, at jorden kunne deponeres direkte, eller at den skulle behandles først. Endelig kunne udvaskningstests benyttes efter en behandling til dokumentation af ønsket behandlingsgrad, idet totalanalyser heller ikke i dette tilfælde siger meget om udvaskningspotentialet.

Andre mineralske restprodukter som f.eks. slagge og flyveakse fra affaldsforbrænding kan også indeholde forskellige organiske stoffer. Der er meget lille erfaring med udvaskningen af organiske stoffer fra sådanne restprodukter, men mange af de processer og faktorer, der styrer udvaskningen af organiske stoffer fra jord, vil også være gældende for restprodukter. En væsentlig forskel er, at de potentielle forureningsstoffer i større grad findes i selve restproduktet, mens de i jord primært er tilknyttet overfladerne af jordpartikler eller de frie faser mellem partiklerne. Endvidere vil mange typer af restprodukter i den deponerede form bestå af "partikler" eller aggregater af væsentlig større dimensioner, end hvad der normalt findes i jord. Dette kan blandt andet stille krav til den skala, hvormed en udvaskningstest skal gennemføres.

1.3 Formål

Projektet har til formål at vurdere de tekniske muligheder for at anvende udvaskningstests til karakterisering og klassificering af udvaskningen af organiske stoffer fra forurenet jord og restprodukter. Projektet fokuserer specielt på forurenet jord, men i det omfang, der eksisterer viden om udvaskningen af organiske komponenter fra mineralske restprodukter, er dette medtaget i rapporten. Med udgangspunkt i Miljøstyrelsens forslag til bekendtgørelse om genanvendelse af restprodukter og jord til bygge- og anlægsarbejder og i forlængelse af arbejdet med de uorganiske stoffer har projektet desuden til formål at identificere de grupper af organiske stoffer, som bør kunne håndteres i et testsystem. Endelig skal der gennem videnindsamling, laboratorieforsøg og eksperimentelle afprøvninger så vidt muligt stilles forslag til en metode og udarbejdes en testprotokol for denne.

1.4 Rapportens opbygning

Rapporten indledes med tre kapitler som præsenterer "state-of-the-art" for de processer, som styrer udvaskningen af organiske stoffer. I kapitel 2 præsenteres opløselighedsstyret udvaskning, som er gældende i tilfælde af, at jorden indeholder fri fase. I kapitel 3 præsenteres de sidste ti års intensive forskning inden for desorptionsstyret udvaskning, som er gældende i de fleste tilfælde (jord uden fri fase). I kapitel 4 beskrives kort den nuværende viden om transport af organiske stoffer med kolloider og kolloiders betydning for tests af stofudvaskning. Kapitel 5 indeholder de seneste års erfaringer med udvikling af udvaskningstestmetodikker med særlig fokus på organiske stoffer og kritiske faktorer for udvikling af en testmetodik til organiske stoffer. I kapitel 6 er der med udgangspunkt i de stoffer, som der findes kriterieværdier for i jord og grundvand, foretaget forenklede fasefordelingberegninger af stoffernes fordeling i kombinerede luft-/vand-/jordsystemer. På baggrund heraf er der foretaget en klassificering af stofferne i tre grupper med forskellige karakteristika i relation til behovet for at udvikle en testmetodik for de enkelte grupper. Kapitel 7 beskriver de gennemførte eksperimentelle undersøgelser. Resultaterne præsenteres og diskuteres. Endelig indholder kapitel 8 en samlet evaluering af erfaringerne fra sammenstilling af litteraturen og de eksperimentelle undersøgelser. Kapitlet afsluttes med anbefalinger vedrørende testmetodik, og der opstilles forhold, som behøver nærmere undersøgelse. I kapitel 9 er der opstillet et indledende forslag til en testprocedure, og der er givet et eksempel på anvendelse af testresultater til estimering af sammensætningen af porevandet i den nederste del af et lag jord, der er forurenet med organiske stoffer. I kapitel 10 er der foretaget en opsummering af de indsamlede erfaringer, og der præsenteret en række anbefalinger