Måling af indtrængningen af gasformige forbindelser fra forurenet jord til indeluften: Foliemetoden Del 1. Laboratorieundersøgelse

1. Baggrund

Gennem de seneste år er der i Danmark konstateret flere eksempler på, at gasformige forbindelser trænger ind i indeluften fra forurenet jord under ejendomme. Der har været eksempler på, at indtrængningen af sundhedsskadelige stoffer fra forurenet jord under tidligere kemiske renserier eller benzinstationer har overskredet de afdampningskriterier, Miljøstyrelsen har fastsat.

Afdampningskriterierne definerer, hvor stort bidraget til den ovenstående luft må være fra forurenet jord og angives som maksimale bidrag til koncentrationen i indeluften. Afdampningskriteriet sætter med andre ord ikke en grænse for den samlede koncentration i indeluften, men kun for den del af koncentrationen, der udgøres af indtrængningen af gasser fra jordforureningen.

Den samlede koncentration i indeluften vil typisk være en sum af bidrag fra flere kilder. Dette illustreres af figur 1, der viser de typiske transportveje for indtrængning af flygtige organiske forureninger til indeluften.

For visse stoffer som f.ex. benzen og perchlorethylen vil bidraget fra andre kilder end jordforureningen kunne medføre, at den samlede koncentration i indeluften bliver højere end afdampningskriteriet. Afdampningskriteriet for benzen er for eksempel 0,000125 mg/m3. I trafikerede byområder i Danmark er koncentrationen af benzen i gadeluften som gennemsnit over et år målt at være ca. 40 gange højere /2/. Da tobaksrygning samtidig kan udgøre en væsentligt kilde til benzen i indeluften, vil den samlede koncentration af benzen i indeluften nemt kunne overskride 0,000125 mg/m3, uden at der forekommer bidrag fra en evt. jordforurening under bygningen.

Måling af den samlede koncentration i indeluften kan udføres efter kendte metoder, idet der kan anvendes fremgangsmåder som anvist af Bygge- og Boligstyrelsen /3/. Imidlertid medfører ovenstående problematik, at det ikke vil være tilstrækkeligt at udføre en måling af den samlede koncentration i indeluften, når det skal kontrolleres, om Miljøstyrelsens afdampningskriterier er overholdt.

Jordforureningens bidrag til indeluften skal kortlægges separat ved undersøgelser på grunde, der er forurenede med flygtige forbindelser. Kortlægningen foretages efter Miljøstyrelsens anvisninger i vejledning nr. 6 af 1990 /4/.

Figur 1
Principskitse for transportveje, der er relevante i forbindelse med vurdering af indtrængningen af gasformige forureninger fra forurenet jord.

J(udeluft) = Flux fra udeluft som følge af udeluftens baggrundsbidrag.
J(indeklima) = Flux fra kilder i indeklimaet. Eksempler kan være afdampning fra lim, maling, fugemasser, møbler eller kemisk renset tøj. Den samlede flux fra indeklimaets "egne" materialer kan også være negativ, da overflader af f.ex. vægge, tæpper og møbler afhængig af bl.a. temperatur og koncentration både kan afgive og optage flygtige organiske forbindelser.
J(gulv) = Flux fra jorden via gulvarealer eller fra ydervægge, der er i jorden. Transporten kan være overvejende diffusiv, hvis der er et intakt betondæk mod jorden, men også konvektiv, hvis der er revnedannelser i betonen.
J(utæth) = Flux fra jorden via evt. utætheder i gulvkonstruktionen. Der vil kunne opstå betydende konvektive bidrag fra sprækker eller åbninger omkring f.ex. rørgennemføringer eller langs samlinger mellem vægge og gulve.
J(spild) = Flux fra gulvarealer, hvor der er forekommet spild af forurening direkte på gulvet.

Transporten J til indeluften fra en given kilde kan beskrives ud fra måling eller beregning af fluxen fra kilden. Fluxen angives f.ex. i enheden g/m2/time, og fluxen vil variere afhængig tid og sted.

Miljøstyrelsens vejledning nr. 6 af 1990 foreskriver, at indtrængningen til indeluften skal bestemmes, når koncentrationen af forureningen i luften under gulvet er fundet at være mindst 100 gange højere en afdampningskriteriet. Beregning af indtrængningen kan udføres i henhold til Miljøstyrelsens vejledning nr. 7 af 1998, appendix 5.3 /5/. Beregningen er nyttig til vurdering af, om en konkret jordforurening kan give anledning til problemer på grund af forhøjede koncentrationer i indeluften. Beregningen gennemføres under en række antagelser, herunder at
bidraget fra den forurenede zone er konstant som funktion af tiden
jordens og betonens evne til at dæmpe transporten af forureningen (porøsiteter og materialekonstanter) er kendt og konstant
transporten som følge af ændringer i barometerstanden er negligerbar
der kan ses bort fra sorptionsprocesser og nedbrydning under transporten fra den forurenede zone, således at der kan regnes med stationær transport
revnedannelse i betongulve kan beskrives ud fra en beregning af udtørringssvind i den givne betontype, eller at revnevidder og –længder kan måles på den aktuelle lokalitet
koncentrationen af den forurenende komponent er meget mindre end koncentrationen under gulv

Endvidere er det i praksis vanskeligt at indhente data for utætheder mellem gulvkonstruktionen og vægge/rørgennemføringer, og anvende disse data i modellen.

At diffusionen gennem beton varierer kraftigt afhængig af betontypen blev vist af Geoteknisk Institut, der for By- og Boligstyrelsen i 1992 udførte en række laboratorieforsøg til beskrivelse af diffusionen af TCE og toluen gennem betonprøver udtaget fra ikke revnede arealer /6/.

Når der forekommer revner i betongulve, kan forureningstransporten til indeluften være mange gange større end den diffusive transport, der sker gennem luftfyldte porer i betonen. For at skønne den flux, der sker gennem revner, beregnes i henhold til vejledning 7/98 en teoretisk revnevidde og –længde ud fra et kendskab til betontypen, og den konvektive transport gennem revner beregnes for et givent differenstryk over betonen. Med mindre der udføres en egentlig måling af revnevidder og –bredder, er usikkerheden på denne beregning betydelig. Man vil i praksis ofte have ringe kendskab til betonen, og beregningen af den teoretiske revnedannelse er baseret på en række erfaringsmæssige konstanter for specifikke betontyper. Der vil derfor nemt kunne opstå situationer, hvor der ikke tages højde for ovennævnte forhold under brugen af beregningsmodellen.

Der er behov for at kunne gennemføre målinger af fluxen med metoder, der kan anvendes direkte på gulvarealer. Der har været anvendt fluxkamre på udendørsarealer i en årrække. Disse kamre kan imidlertid ikke umiddelbart anvendes til måling på gulvarealer, fordi befæstelsen til gulvets overflade kræver helt andre teknikker for forsegling. Desuden kan dannelse af over- eller undertryk i et fast kammer af f.ex. stål medføre en forøget eller reduceret flux gennem betonen.

Denne rapport omhandler en laboratorietest af, om folieafdækning kan benyttes som metode til at bestemme fluxen fra gulvarealer, d.v.s. J(gulv) og/eller J(spild) som angivet i figur 1. Der skønnes at være mulighed for, at metoden kan anvendes til bestemmelse af bidraget fra sprækker og rørgennemføringer, angivet som J(utæth) på figur 1. Det sidstnævnte anvendelsesområde er dog ikke omfattet af denne laboratorieundersøgelse.