Metode til risikovurdering af gasproducerende lossepladser 

3 Risikovurdering ved anvendelse af barrierediagrammer

3.1 Indledning
3.2 Opbygning af barrierediagrammer
3.3 Årsager og forudsætninger
3.3.1 Fyld i lossepladsen producerer gas med skadelige/farlige koncentrationer
3.3.2 Der er skiftende migrationsfremmende forhold
3.3.3 Der er konstante migrationsfremmende forhold
3.3.4 Bygning/Bygværk med mennesker til stede
3.4 Barrierer
3.4.1 Begrænsning af udsivning fra losseplads
3.4.2 Gasmigration begrænses uden for losseplads
3.4.3 Begrænsning af gasindtrængen
3.4.4 Begrænsning af gaskoncentration i bygning/bygværk
3.4.5 Begrænsede antændelsesmuligheder
3.5 Vurdering af sikkerhedsniveau
3.5.1 Konsekvensvurderinger
3.5.2 Sikkerhedsniveau
3.5.3 Vurdering af sikkerhed

3.1 Indledning

I dette kapitel er beskrevet et koncept for risikovurdering af gasproducerende lossepladser baseret på barrierediagrammetoden. Barrierediagrammetoden er oprindelig udviklet til dokumentation af sikkerhedsforhold på virksomheder, der håndterer farlige stoffer jf. Miljøstyrelsens Miljøprojekt Nr. 112 /11/.

En lokalitet på en gasproducerende losseplads risikovurderes ud fra de generelle barrierediagrammer. De generelle barrierediagrammer er indsat i bilag 3 afsnit 2. I bilag 3 afsnit 3 gives eksempler på risikovurdering af konkrete lokaliteter. Eksemplerne i bilag 3 afsnit 3 er udarbejdet udfra eksisterende udvalgte lokaliteter, der er anonymiseret og generaliseret idet det ikke er formålet at belyse de enkelte lossepladser, men derimod at illustrere den principielle anvendelse af barrierediagrammerne.

Barrierediagrammernes oprindelige formål var at skabe overblik over komplicerede hændelsesforløb. Diagrammerne kan anvendes til at identificere de hændelsesforløb, der vil være særligt hyppige eller alvorlige, og dermed de steder, hvor flere sikkerhedsforanstaltninger bør være til stede. Barrierediagrammer kan herigennem anvendes som baggrund for en vurdering af, om sikkerhedsniveauet i et anlæg er acceptabelt.

For gasproducerende lossepladser kan metoden anvendes til en systematisering af de faktorer, som har indflydelse på de hændelsesforløb, der kan resultere i en ulykke som involverer gassen fra de gasproducerende lossepladser.

Metoden kan desuden anvendes til en semi-kvantitativ analyse af, om sikkerhedsniveauet for en given losseplads er acceptabelt.

Basis for diagrammerne er bl.a. undersøgelser af lossepladsen som beskrevet i bilag 2 og kapitel 4.

Barrierediagrammernes opbygning og tildeling af point til barrierer i nærværende projekt følger i det væsentlige Miljøstyrelsens Miljøprojekt Nr. 112 /11/.

Der er udarbejdet generelle barrierediagrammer for følgende typer ulykkesscenarier:
Brand/eksplosion i bygning på lossepladsen
Brand/eksplosion i bygning udenfor lossepladsen
Brand i forbindelse med gravearbejde på losseplads

Barrierediagrammer for bygværker (dvs. menneskeskabte konstruktioner, som ikke er bygninger) vil kunne udformes efter samme princip, som de to barrierediagrammer for bygninger. Forskellen kan ligge i vurdering af årsager, barrierer og konsekvenser (se afsnit 3.3.4 og 3.4.5).

Risikovurderingen skal udføres separat for hver bygning/beliggenhed og situation, som ønskes vurderet for den aktuelle losseplads. Det skyldes, at de anbefalede krav til barrierepoint er baseret på ét hændelsesforløb, som ender i en ulykke.

3.2 Opbygning af barrierediagrammer

Opbygningen af barrierediagrammer og risikovurdering følger principperne, som er nøjere beskrevet i bilag 3, afsnit 1.3.1.

I figur 3.1 er vist en illustration af hvorledes et barrierediagram kan se ud. Illustrationen er medtaget som udgangspunkt for denne korte indføring i anvendelse af barrierediagrammer. I bilag 3 afsnit 3 er givet en række eksempler på konkrete anvendelser af barrierediagrammer ved risikovurderingen af lossepladsgas.

Se her!

Figur 3.1 
Eksempel på barrierediagram, scenarie type 3.

I topteksten på barrieredigrammerne er anført rubrikker til entydig identifikation af, hvad der er udført risikovurdering for:

Losseplads Lossepladsens navn anføres
  
Bygning Identifikation af hvilken bygning/bygværk, der er analyseret. Hvis det er muligt, anføres matrikelnummer. Evt. anføres hvilket rum i bygningen, vurderingen er udført for.
  
Scenarie I rubrikken kan man anføre hvilken situation, der er analyseret, herunder hvilken anvendelse af bygningen/bygværket/arealet, der er forudsat. Dette kan være relevant, især hvis der er et ønske om at foretage en evaluering af bygningen for flere separate aktiviteter; dag/nat/anvendelsesmåder. Det er desuden muligt at anføre, om det er et bestemt hændelsesforløb eller en bestemt ulykkestype, der er analyseret.   


I topteksten anføres desuden dato for analysen, revisionsnummer, og hvem der har udarbejdet denne (navn og firma/myndighed).

I bundteksten er anført forklaring til de symboler, der anvendes i barrierediagrammet. Disse symboler følger beskrivelserne i bilag 3, afsnit 1.3.1.

Barrierer er anført som sorte klodser, som hindrer eller begrænser hændelsesforløb. I de generelle barrierediagrammer er der af hensyn til overskueligheden kun anført nogle generelle barrierer. Disse generelle barrierer dækker i virkeligheden over en række forskellige mulige barrierer, som er beskrevet i de efterfølgende afsnit.

Hvis en generel barriere i den aktuelle risikovurdering dækker over flere uafhængige sikkerhedsforanstaltninger kan man vælge at tegne barrierediagrammet op med flere på hinanden følgende barrierer. Dette kan være en god måde at visualisere sikkerhedsforanstaltninger overfor risikoanalysens interessenter. Alternativt kan man benytte den generelle betegnelse for barrieren og nøjes med at uddybe barrieren i en tilhørende tekst, som indgår i risikoanalysen.

3.3 Årsager og forudsætninger

Udgangshændelserne er markeret som årsager og forudsætninger for risikoen til venstre i barrierediagrammerne.

Følgende overordnede årsager og forudsætninger er vist på de generelle barrierediagrammer:
Fyld i lossepladsen producerer gas med skadelige/farlige koncentrationer
Der er skiftende migrationsfremmende forhold
Der er konstante migrationsfremmende forhold
Bygning/Bygværk med mennesker til stede

I det efterfølgende er der anført hvilke aspekter, der skal vurderes for hver enkelt årsag eller forudsætning, ligesom der er anført forslag til pointgivning for de enkelte årsager og forudsætninger.

Teorien bag pointgivningen er nærmere beskrevet i bilag 3, men som en kort introduktion kan det nævnes, at:
0 point i forbindelse med angivelse af hyppighed svarer til, at en hændelse forventes at ske 1 gang pr. år.
2 point i forbindelse med angivelse af svigtsandsynligheder for barrierer svarer til, at hyppigheden for den efterfølgende hændelse er reduceret med en faktor 10.

Hvis vurderingen af årsager og forudsætninger viser, at der ikke er behov for flere barrierepoint (dvs. pointsum for årsager og forudsætninger opfylder de anbefalede krav i tabel 3.18) kan risikovurderingen stoppe allerede efter pointgivningen af årsager og forudsætninger.

3.3.1 Fyld i lossepladsen producerer gas med skadelige/farlige koncentrationer

Den første forudsætning, der skal vurderes, er hvorvidt lossepladsen producerer gas i et sådant omfang, at der kan ske en ophobning af skadelige/farlige koncentrationer.

En samlet vurdering af, hvorvidt lossepladsen producerer gas med skadelige/farlige koncentrationer, foretages udfra en vurdering af den gasproduktionsrate og de gaskoncentrationer, gasproduktionen kan resultere i.

I bilag 1 afsnit 2 er givet en detaljeret beskrivelse af de parametre, der har indflydelse på gasproduktionen i en losseplads. Idealiseret set kan en losseplads livscyklus, og dermed gasproduktion opdeles i 8 faser som vist i figur 3.2. Figur 3.2 afspejler ikke varigheden af de enkelt faser. De første faser er forholdsvis kortvarige (dage, uger og evt. måneder), medens de sidste faser har en længere tidshorisont (år eller årtier).

Figur 3.2
Idealiseret fremstilling af udviklingen i gassammensætningen i en affaldscelle opdelt i 8 faser /8/.

De i figur 3.2 tegnede udviklinger i gaskoncentrationen gælder for en idealiseret homogen affaldscelle. I virkelige affaldsceller vil forskellige dele af affaldet kunne være i forskellige faser, og gassammensætningen kan derfor være et miks af forskellige faser.

Da cellerne i en losseplads oftest fyldes op over en længere periode (måneder/år), vil de første faser (I-III) ofte være svære at identificere, fordi de forskellige dele af cellen vil være i forskellige faser. De senere faser er så lange, at forskellen i deponeringstidspunktet får mindre betydning, men den fysiske udformning af lossepladsen, affaldets sammensætning, samt driften af lossepladsen kan bevirke, at forskellige dele af affaldet vil være i forskellige faser. Ved risikovurderingen må der tages udgangspunkt i den fase som gælder for den del af lossepladsen, der foretages risikovurdering for. Hvis forskellige dele af lossepladsen er i forskellige faser, kan det være nødvendigt at gennemføre risikovurderingen for flere scenarier. For eksempel hvis der er tvivl om, hvorvidt risikovurderingen skal foretages i forhold til den del af lossepladsen, som ligger tættest på en bygning, men har en lav gasproduktion, eller i forhold til en anden del af lossepladsen, som ligger længere væk, men har en større gasproduktion

På basis af oplysningerne i bilag 1 afsnit 2, vurderes det, at man kan anføre følgende sandsynligheder for at lossepladsen producerer gas i skadelige/farlige koncentrationer afhængig af lossepladsens fase:

Tabel 3.1
Barrierepoint ved vurdering af om koncentration af metan i fylden er farlig

Fase

I-III

IV-V

VI

VII

VIII

Sandsynlighed

-

1

1-0,5-0,01

0,01-0

0

Point

-

0

0-0,5-4

4->12

>12


Faserne I til III er så kortvarige, at der ikke bør udføres risikovurdering på basis af disse.

For fase IV og V vurderes det, at der altid eller næsten altid vil være potentielt farlige koncentrationer i lossepladsfylden.

For fase VI begynder billedet at ændre sig. De anførte barrierepoint svarer til begyndelsen, midten henholdsvis slutningen af fasen.

For fase VII svarer de 4 barrierepoint til begyndelsen af fasen, medens "maksimum" point tildeles allerede en fjerdedel inde i fasen.

For fase VIII kan der ikke optræde brandbare metankoncentrationer.

I tabel 3.2 er anført barrierepoint mht. vurdering af sandsynlighed for skadelige koncentrationer af kuldioxid i fylden. Med skadelige koncentrationer menes i denne sammenhæng, om koncentrationen af kuldioxid er dødelig.

Tabel 3.2
Barrierepoint ved vurdering af om koncentration af kuldioxid i fylden er skadelig

Fase

I-III

IV-V

VI

VII

VIII

Sandsynlighed

-

1

1

1

0,5-1

Point

-

0

0

0

0-½


Som det fremgår af tabel 3.2, vil der i faserne IV-VII altid eller næsten altid være mulighed for skadelige koncentrationer af kuldioxid i fylden jf. bilag 1, afsnit 1.2. Sandsynligheden for kvælende koncentrationer i fylden fastsættes jf. tabel 3.2, medens sandsynligheden for koncentrationer, som kan medføre gener, sættes til 1 for faserne IV til VIII og derfor tildeles 0 point.

Risikovurderingen bør dog primært udføres på baggrund af farlige metankoncentrationer. Herefter kan man evt. vurdere, om der vil være behov for en vurdering af gener/farer på grund af kuldioxid. Sidstnævnte vurdering vil være mest relevant for vurdering af lossepladser, der befinder sig i de sidste faser, hvor metankoncentrationen er aftagende.

3.3.2 Der er skiftende migrationsfremmende forhold

Skiftende migrationsfremmende forhold er en udgangshændelse, som vurderes at være nødvendig for at gasmigration kan finde sted i tilstrækkelig store mængder.

Hvis lossepladsen ligger tæt på havet, kan tidevand påvirke grundvandsspejlet i lossepladsen og dermed det frie gasvolumen i fyldet. Når vandstanden i havet stiger forøges trykket i fyldet og dermed gasmigrationen op gennem fyldet.

Vejrforhold, f.eks. frost eller voldsomt regnvejr kan lukke jordoverfladen og tvinge gassen til at migrere vandret og op under bygninger.

Pludselige eller langvarige fald i atmosfæretrykket kan forårsage en øget gasmigrationen fra fyldet.

3.3.2.1 Vurdering af hyppighed

På baggrund af bilag 1 afsnit 3 skønnes det, at langvarige fald i atmosfæretryk over minimum 2 døgn med en samlet trykændring på minimum 15 hPa er en nødvendig forudsætning for, at der sker en afgørende stigning i gasmigrationen. Trykfald i denne kategori forekommer ca. 20-30 gange pr. år i Danmark.

For lossepladser, hvor jordoverfladen er lukket, f.eks. asfalteret, gives der derfor –2 point, idet trykfald ca. halvdelen af gangene antages at give anledning til migrationsfremmende forhold, jf. tabel 1.1. i bilag 3.

Hvis jordoverfladen ikke er lukket, forventes det, at trykfaldet kun kan medføre risiko for væsentlig gasmigration, hvis det finder sted samtidig med, at der er hård frost eller regnvejr, hyppigheden tildeles derfor –1 point svarende til ca. 3-4 gange om året.

For kystnære lossepladser skal det vurderes, om tidevandsforhold kan give et betydende bidrag til hyppigheden af gasmigration i fylden. Ændringer i grundvandspejlet på 0,3 m vurderes at kunne give anledning til gasmigrationsfremmende forhold. Målinger på en losseplads ved Øresund viste, at sådanne ændringer forekom ca. 1 gang i kvartalet, svarende til -1 point. For andre beliggenheder af lossepladsen kan betydningen af tidevandets påvirkning af grundvandsspejlet dog have større betydning.

Den samlede hyppighed af skiftende migrationsfremmende forhold bestemmes som summen af hyppigheder og samlet pointsum tildeles derefter efter bilag 3, tabel 1.3.

Tabel 3.3
Barrierepoint ved vurdering af skiftende migrationsfremmende forhold

Hændelse

Point

Pludselige eller langvarige fald i atmosfæretrykket for lossepladser med lukket overflade

-2

Pludselige eller langvarige fald i atmosfæretrykket for lossepladser, hvor overfladen ikke er lukket

-1

Kystnære lossepladser, hvor tidevandet påvirker grundvandsspejlet i lossepladsen

-1


3.3.3 Der er konstante migrationsfremmende forhold

Konstante migrationsfremmende forhold er en betinget årsag, dvs. en forudsætning, som er medvirkende til at gasmigration kan finde sted. Det vil sige, at såfremt de skiftende migrationsfremmende forhold, som er beskrevet i forrige afsnit, indtræffer, skal disse forudsætninger også være opfyldt, for at gasmigrationen finder sted.

De konstante migrationsfremmende forhold udtrykker hermed en sandsynlighed for at gassen kan migrere igennem fyldet på lossepladsen, givet at der er en drivende kraft til stede.

3.3.3.1 Vurdering af sandsynlighed

De konstante migrationsfremmmende forhold, som beskrives nedenfor, kan benyttes til at vurdere en sandsynlighed for, at gassen kan vandre igennem fyldet. Sandsynligheden for de enkelte migrationsfremmende forhold vurderes og point tildeles jf. nedenstående retningslinier.

Konstante migrationsfremmende forhold tildeles point lig med summen af pointene for de enkelte faktorer.

På baggrund af bilag 1 fastsættes følgende point, for de parametre, som har betydning for gassens mulighed for at migrere igennem fylden. Pointene er fastsat empirisk, udfra en vurdering af i hvilket omfang de enkelte faktorer vil virke hæmmende på gasmigrationen. Ved tildelingen af point er der taget udgangspunkt i de forhold hvor gasmigrationen ikke hæmmes, og disse er tildelt 0 point, f.eks. en permeabilitet på større end 10-11. Udfra dette nulpunkt er foretaget en graduering af forholdene, således at forhold der vurderes at reducere gasmigrationen ca. 10 gange tildeles 2 point.

3.3.3.2 Permeabiliteten

Permeabiliteten af fyldet har betydning for gassens mulighed for at migrere gennem fyldet. Jo lavere permeabilitet af fyldet des sværere er det for gassen at migrere gennem fyldet. Point tildeles iht. nedenstående tabel 3.4:

Tabel 3.4
Barrierepoint for permeabiliteten af det gasproducerende fyld

Permeabilitet
(m²)

Point

10-11

0

10-12

1

10-13

2

<10-13

4


En gaspermeabilitet på mere end 10-11, svarende til groft eller mellem groft sand vurderes ikke at hindre gassens migration i fylden, medens en gaspermabilitet på mellem 10-12 og 10-13 vurderes at begrænse gasmigrationen, jf. tabel 4.3 i bilag 1.

3.3.3.3 Grundvandsspejl

Hvis grundvandsspejlet står lavt, har ovenstående skiftende migrationsfremmende forhold større indflydelse på gasmigrationen, end hvis grundvandsspejlet står højt. Gasreservoirets størrelse er vigtig for, om der flyttes meget jordgas som følge af et fald i atmosfæretrykket. Jo længere der er ned til grundvandet (eller en anden ikke-permeabel zone), og jo større porøsitet jorden har, des mere jordluft vil blive tvunget til at migrere pga. et givet trykfald. Ændringer i gasmigrationens størrelse vil specielt kunne observeres for de mindre mægtigheder af den umættede zone, op til ca. 10 m mægtighed. Mægtigheder af den umættede zone på mere end 10 m vurderes ikke at give anledning til væsentlig forøgelse af gasmigrationen.

Der gives point som anført i tabel 3.5.

Tabel 3.5
Barrierepoint for den umættede zones størrelse

Højde af umættede zone

Point

>10 m

0

5 - 10 m

0,5

2-5 m

1

<2 m

3


3.3.3.4 Tryk i fylden

Endelig har trykket i fylden en betydning for, om gassen kan migrere igennem fylden, se tabel 3.6. Trykket i fylden vil hovedsageligt være afhængig af to forhold, dels gasproduktionens størrelse, dels permeabiliteten i fylden. Et moderat overtryk på f.eks. 10 Pa i pladsen kan derfor både være et udtryk for en lav gasproduktion og en lav permeabilitet, eller en højere gasproduktion og en højere permeabilitet. Gasmigrationen fra to pladser med det samme overtryk i fylden kan derfor være forskellig. Dette forhold bliver der dog taget højde for ved vurderingen af permeabiliteten.

Tabel 3.6
Barrierepoint for overtryk i poreluften

Overtryk i fylden
(Pa)

Point

>1000

0

>100

1

>10

2

<10

3


3.3.4 Bygning/Bygværk med mennesker til stede

Med hensyn til forudsætningen "Bygning hvor der vil være mennesker til stede" skal der blot anføres sandsynligheden for, at der er mennesker tilstede i den bygning eller det bygværk, der skal vurderes.

Der gives barrierepoint iht. samme principper som i bilag 3 afsnit 1.4.2:

Tabel 3.7
Barrierepoint for sandsynlighed for at der er mennesker til stede

Sandsynligheder for
mennesker til stede

< 0,2

0,2-< 0,4

0,4-0,7

> 0,7

Point

se nedenfor

1

0,5

0


For kontorbygninger og lignende bør gives ½ point, og for boliger bør gives
0-0,5 point, da mennesker kan være til stede imellem 50 og over 70 % af tiden.

For et bygværk, hvor der sjældent er mennesker tilstede, vil sandsynligheden for tilstedeværelse være mindre, f.eks. ca. 4 gange 1 time om året svarende til en sandsynlighed på 4 * 1 [time/år]/ 365 [dage/år] /24 [timer/dag] =0,0005 eller 6 point, jf. bilag 3, afsnit 1.4.2.

Erfaringer fra ulykker i bygværker, se bilag 5, viser dog, at ulykkerne netop indtræffer i situationer, hvor mennesker er tilstede for at servicere installationer eller lignende i bygværket. For et bygværk bør der derfor ikke gives point for barrieren "Begrænsning af antændelsesmuligheder", se afsnit 3.4.5.

3.4 Barrierer

På barrierediagrammerne i bilag 3 afsnit 2 er defineret følgende generelle barrierer, hvor barriererne repræsenterer eksisterende forhold, som hindrer eller begrænser hændelsesforløbet:
Begrænsning af udsivning fra losseplads
Gasmigration begrænses udenfor losseplads
Begrænsning af gasindtrængen i bygning/bygværk
Begrænsning af gaskoncentration i bygning/bygværk
Begrænsede antændelsesmuligheder

Hver barriere, som er vist på diagrammerne, kan i virkeligheden indeholde flere separate barrierer, dvs. flere forhold, som kan begrænse eller hindre forløbet, som er vist i barrierediagrammet.

I de efterfølgende afsnit oplistes de forhold, som bør vurderes indenfor ovennævnte kategorier af barrierer.

Barrierer kan være rent fysiske foranstaltninger, som f.eks. etablering af en afværgeforanstaltning, eller et fysisk eksisterende forhold, som f.eks. stor afstand imellem lossepladsen og den bygning som vurderes. Barrierer kan også være "ikke-fysiske" regler for handlinger, f.eks. rygeforbud. Endelig kan barrierer være blandinger af fysiske og ikke-fysiske foranstaltninger, f.eks. en alarm for høj gaskoncentration, som skal få beboere til at forlade bygningen.

Barriererne i de generelle barrierediagrammer behøver ikke vurderes successivt. Man kan tildele barrierepoint i den rækkefølge man finder mest hensigtsmæssig og stoppe arbejdsprocessen, når der er tilstrækkelig med point iht. tabel 3.18.

3.4.1 Begrænsning af udsivning fra losseplads

I /6/ foreslås en sandsynlighed for, at en indkapsling af en losseplads svigter, på imellem 0,1 og 0,01.

Barrierepoint fastsættes ud fra ovenstående og vil derfor være 2-4 point.

Er der ledninger, som gennembryder indkapslingen, gives 0 point for indkapslingen, hvis gennembrydningen bevirker, at gassen kan ledes hen mod den bygning, som risikovurderes.

Afværgeforanstaltninger, som begrænser udsivningen fra lossepladsen, f.eks. ved bortventilering og evt. afbrænding af gassen kan også tildeles barrierepoint. Antallet af barrierepoint bør baseres på en vurdering af den aktuelle afværgeforanstaltning, men barrierepoint vil nok være i størrelsesordenen 2-4 point, spændende over niveauet for et passivt dræn til et aktivt ventilationsanlæg.

Det bemærkes, at indkapslingen af lossepladsen kun tildeles point, hvis den er placeret således, at den kan forhindre migration mod den bygning, der udføres risikovurdering for. Ved ulykken ved Skellingsted har indkapslingen muligvis virket modsat, idet den muligvis har forøget trykket i fylden og dermed øget sandsynligheden for horisontal gasmigration mod nabogrundene.

Tabel 3.8
Barrierepoint for af begrænsning af udsivning fra losseplads

Beskrivelse

Point

Indkapsling af losseplads gennembrudt af ledninger

0

Indkapsling af losseplads uden gennembrydning

2-4

Afværgeforanstaltninger, som begrænser udsivning fra losseplads

2-4


3.4.2 Gasmigration begrænses uden for losseplads

Begrænsning af gasmigration skal kun vurderes uden for lossepladsen. Gasmigration inde for lossepladsen er vurderet i afsnit 3.3.3.

Den horisontale gasmigrationen uden for lossepladsen kan opdeles i to dele, en konstant gasudsivning, som skyldes tryk og koncentrationsforskelle mellem lossepladsen og omgivelserne, og en pulserende gasudsivning som skyldes ændringer i de meteorologiske forhold, primært ændringer i atmosfæretrykket. Den samlede gasmigration vil være en sum af de to dele, som er beskrevet i henholdsvis afsnit 3.4.2.1 og 3.4.2.2.

I visse tilfælde vil gasmigration kunne ske langs menneskeskabte gasmigrationsveje som f.eks. kloakker og el-ledninger. Det kan derfor være nødvendigt at medtage de menneskeskabte migrationsveje i vurderingen af gasmigrationen jf. afsnit 3.4.2.4.

I bilag 1 kapitel 4.4 er givet en mere uddybende beskrivelse af de mekanismer, der styrer gasmigrationen.

3.4.2.1 Vurdering af kontinuert gasudsivning

Ved vurderingen af, i hvilket omfang der sker en kontinuert gasudsivning fra lossepladsen, tages udgangspunkt i trykket i lossepladsen, lossepladsens udformning, samt om der sker metanoxidation.

Den samlede gasflux ud af lossepladsen kan beregnes udfra Darcy's lov:

,
  
hvor: q er fluxen gennem et areal (m³/m² sek)
C er gaskoncentrationen (m³/m³)
k er gaspermeabiliteten (m²)
µ er viskositeten (N/sek m²), for metan er µ = 11x10-6 Ns/m²
D p er trykforskellen (Pa) over længden L (meter)


Ud fra resultaterne af undersøgelser om gasfanens udbredelse ved Skellingsted /9/, defineres gasfanens udbredelse som den afstand, hvor fluxen er 0,05 m³/(m²h). Hvis der tages udgangspunkt i at jordoverfladen er lukket, vil gasfanens udbredelse kunne udregnes efter:

I nedenstående tabel 3.9 er gasfanens udbredelse beregnet ved at anvende følgende værdier:
D p = 10 hPa. Overtryk i lossepladsen er 10 hPa,
C = 0,5. Metankoncentration i lossepladsen er 50 % v/v

Tabel 3.9
Udbredelse af gasfanen ved en flux på 0,05 m³/(m²h)

Jordtype

k
(m²)

L
(m)

Groft Sand

2x10-11

65

Mellem groft sand

1x10-11

33

Fint sand

1x10-12

3

Moræne ler

1x10-13

< 1


Lossepladsens udformning herunder dybde under det omgivende terræn har betydning for gasfanens størrelse. Hvis grundvandsspejlet står op i lossepladsen, vil det være højden af den umættede zone, der har betydning for gasfanens udbredelse.

Metanoxidation vil også have betydning for gasfanens udbredelse. Metanoxidationen vil bl.a. være afhængig af, i hvor høj grad ilten fra atmosfæren kan trænge ned i jorden. For jorde med lav permeabilitet, eller hvor jordoverfladen er lavpermeabel som følge af f.eks. nedbør eller fast belægning, vil metanoxidationen være meget lav. Det er derfor kun for jorde med en permeabilitet k>10-12, hvor metanoxidation medtages ved risikovurderingen, jf. bilag 1, afsnit 4.4.1.

Tabel 3.10
Fyldhøjden/højden af den umættede zone og metanoxidationens betydning for gasfanens udbredelse

Fyldhøjden under terræn/
højden af den umættede zone

Gasfanens udbredelse i
procent af afstanden udregnet med lukket jordoverflade

 

uden metanoxidation
k<10-12

med metanoxidation
k>10-12

20 m

100 %

98 %

15 m

91 %

88 %

10 m

87 %

83 %

5 m

74 %

67 %

2 m

34 %

26 %


3.4.2.2 Vurdering af varierende gasmigration

I det omfang jordoverfladen er lukket, vil fald i atmosfæretrykket bevirke en horisontal gasmigration. Mekanismerne bag gasmigrationen er beskrevet i bilag 1 i afsnittene 4 og 5. Gasmigrationen vil følge Darcy’s lov og vil være afhængig af en række faktorer, bl.a. hastigheden hvormed trykket falder, gasporøsiteten i jorden, gaspermeabiliteten i jorden og viskositeten af poreluften.

Gasmigrationsafstanden i forbindelse med et givet lavtryk kan estimeres, bl.a. ved at betragte en 2-dimensionel model. Ved et kraftigt trykfald, hvor trykket falder 1 hPa/time over en periode på 48 timer fås de i tabel 3.11viste maksimale migrationsafstande (LVarierende).

Tabel 3.11
Afstande for gastransport (LVarierende) som følge af et kraftigt atmosfærisk trykfald på 1 hPa pr. time i 48 timer

 

k
(m²)

L
(m)

Groft sand

2 x10-11

11

Mellem sand

1 x 10-11

8

Fin sand

1 x 10-12

3

Moræneler

1 10-13

1


3.4.2.3 Den maksimale gasmigrations afstand

Barrierepoint for horisontal gasmigration beregnes ud fra den maksimale gasmigrations afstand (Lmax). Den maksimale gasmigrationsafstand beregnes som summen af de afstande, der er beregnet i afsnit 3.4.2.1 og 3.4.2.2.

Lmax = Lstationær + L varierende

Hvis afstanden L mellem lossepladsen og bygningen er væsentlig mindre end Lmax, vil gasmigrationen bevirke, at der med høj grad af sandsynlighed vil forekomme lossepladsgas i poreluften under bygningen. Hvis afstanden er i samme størrelsesorden som Lmax, så er det sandsynligt, at lossepladsgas i ca. 10 % af tiden vil forekomme under bygningen. Hvis L er større end Lmax, så vil afstanden være så stor, at gasfanen kun meget sjældent vil kunne nå bygningen. I nedenstående tabel 3.12 er tildelt barrierepoint for den horisontale gasmigration.

Tabel 3.12
Barrierepoint for den horisontale gasmigration som funktion af afstanden mellem bygning og losseplads

Afstand

Barrierepoint

L £ 1/2 Lmax

0

L » Lmax

2

L > 2 x Lmax

6

L > 4 x Lmax

12


3.4.2.4 Menneskeskabte migrationsveje

Hvis der mellem lossepladsen og bygningen findes menneskeskabte migrationsveje, f.eks. kloakker, drænledninger eller større el- og gasledninger, kan disse ændre gasmigrationen og skal derfor inddrages i risikovurderingen. Menneskeskabte gasmigrationsveje medtages kun i risikovurderingen, hvis de bevirker, at gassen ledes direkte frem til bygningen eller til dennes indflydelseszone, f.eks. hvis ledningen er ført i jorden helt hen til bygningen og samtidig er ført igennem eller umiddelbart op ad det gasproducerende område således, at der er skabt en direkte transportvej fra det gasproducerende fyld til bygningen.

For de fleste ledningstyper gælder, at gasmigrationen vil ske langs med ledningen i den gruskastning, der er omkring ledningen, men for både kloak og drænledninger gælder, at gassen også kan transporteres inde i selve ledningen. Gasmigration langs ledningerne vil specielt kunne ændre gasmigrationsbilledet i jorde med en lav permeabilitet. I situationer, hvor gasmigrationen vil kunne ske langs en ledning, beregnes den maksimale gasmigrationsafstand (Lmax) som beskreven for beregning af gasfanens udbredelse, idet der anvendes en gaspermeabilitet som for groft sand. I lossepladser uden overtryk bliver migrationsafstanden (Lmax) således 11 meter.

Gasmigrationen i kloakker eller ikke vandfyldte drænrør vil være langt større end gasmigrationen langs rørene. I sådanne tilfælde vil det være nødvendigt at foretage en individuel vurdering.

3.4.3 Begrænsning af gasindtrængen

Der trænger næsten altid jordluft ind i danske huse. Fra radonmålinger kan man vurdere, at jordluft i gennemsnit udgør omkring 0,1 % af den samlede årlige lufttilførsel. Den resterende del er frisk udeluft. Der er dog store tidslige variationer. Disse styres primært af meteorologiske forhold som temperatur og vind. Ligeledes er der store variationer fra hus til hus forårsaget af geologiske og bygningstekniske forskelle. Det vurderes, at trykdreven migration er af afgørende betydning for indtrængningen af såvel ren jordluft og jordluft forurenet med lossepladsgas.

3.4.3.1 Permeabilitet

Den vigtigste faktor i relation til gasindtrængen vurderes at være gaspermeabiliten for jordlagene omkring huset. Tør og/eller sandet jord vil have en høj permeabilitet, mens vandmættet og/eller leret jord vil have en lav permeabilitet (se bilag 1).

Hvis gaspermeabiliten for jordlagene under huset adskiller sig væsentligt fra permeabiliteten i jorden omkring lossepladsfylden, kan der evt. tildeles særskilte point for dette jordlag. Point tildeles efter principperne i afsnit 3.3.3.1.

3.4.3.2 Grundvandsspejl

Som nævnt i afsnit 3.3.3 har grundvandsspejlets placering og dermed gasreservoirets størrelse betydning for gasmigrationen. Hvis man skal vurdere effekten af grundvandsspejlet for et hus, som ikke ligger på lossepladsfylden, kan man benytte samme principper, som anført i afsnit 3.3.3.2.

3.4.3.3 Bygningens konstruktion

Bygningens konstruktion vil have betydning for hvor godt gasindtrængning i bygningen begrænses.

For bygninger uden kapillarbrydende lag vurderes det, at der vil være en næsten lineær sammenhæng mellem indtrængning og husets lækageareal mod jord således, at hvis halvdelen af revnerne i et utæt betondæk tætnes, da forventes det, at indtrængningen af jordluft halveres. Dette forhold vurderes derimod ikke at gælde for huse med et kapillarbrydende lag, med mindre revnerne er meget små: Hvis der først er revner med en bredde større end en brøkdel af en millimeter (dvs. hvis først dækket er "punkteret"), så forventes det, at indtrængningshastigheden er uafhængig af yderligere revnedannelse. I korthed kan man sige, at et kapillarbrydende gruslag udgør en ideel kobling mellem inhomogeniteter og sprækker i jord såsom moræneler og det revnesystem i betondækket, hvor luften trænger ind i et hus med terrændæk.

Langt de fleste nyere bygninger er opført med et kapillarbrydende lag. Derfor bør vurderingen af betongulve udføres ud fra den antagelse, at gulvet er opført på et kapillarbrydende lag, medmindre der foreligger konkrete oplysninger om andet.

Antallet og fordelingen af revner i et terrændæk vil være af betydning for, hvor i konstruktionen lossepladsgas kan komme ind. Den mindst risikable situation er, hvis revnerne er jævnt fordelt over dækket således, at indtrængningen er så diffus som muligt. I det tilfælde er der størst chance for, at husets almindelige ventilation kan holde gaskoncentrationen under eksplosionsniveau. Det værste tilfælde er, hvis indtrængningen er begrænset til et lille rum med stillestående luft, f.eks. et skab, teknik- eller depotrum. Sådanne situationer kan tænkes at opstå ved store revner omkring installationer, der føres ind i huset via dæk eller kældervæg, større sætningsrevner og mellemrum mellem betondæk og ydermur. Sidstnævnte tilfælde kan være særlig problematisk, hvis der samtidig forekommer elinstallationer.

Terrændæk tildeles barrierepoint efter tabel 3.13.

Det vides, at husenes kælderforhold har stor betydning for radonkoncentrationen i husenes stuer. Eksempelvis er der således i gennemsnit væsentligt mindre radon i huse med fuld kælder end huse uden kælder. Det vurderes, at dette primært skyldes, at radon "bortventileres", inden det når beboelsesdelen.

En ventileret krybekælder defineres som et lille hulrum under gulvet, hvor ventilationen typisk er naturlig ventilation gennem riste under gulvniveau til det fri. Huse med naturligt ventileret krybekælder gives barrierepoint iht. tabel 3.14. Hvis der er el-installationer i krybekælderen, bør krybekælderen ikke tildeles barrierepoint.

Huse med fuld ubeboet kælder gives 0 point, idet gas vil kunne ophobes i kælderen, antændes af f.eks. elinstallationer eller fyr og derved give en eksplosion, som mest sandsynligt også vil ødelægge den ovenliggende etage. For huse med beboet kælder, bør risikovurderingen udføres for kælderrummet, fordi folk opholder sig i kælderen, og kælderen gives derfor ikke point. Hvis kælderen anvendes sjældent, og/eller der er få eller ingen antændelseskilder i kælderen, kan der udføres en sammenlignende risikovurdering for huset baseret på en vurdering af risikoen for en ulykke i stueetagen, hvor kælderen fungerer som barriere i lighed med en krybekælder.

Hvis der både er terrændæk og (krybe)kælder, betragtes de som to uafhængige barrierer i serie. Point for begrænsning af gasindtrængen pga. bygningskonstruktionen tildeles derfor som summen af point for terrændæk og krybekælder.

Tabel 3.13
Barrierepoint for vurdering af begrænsninger i gasindtrængen på grund af terrændæk

Beskrivelse

Point

Lerstampet gulv

0

Betondæk i dårlig stand med   synlige revner eller betondæk med utætte rørgennemføringer

1

Betondæk i god stand med tætte rørgennemføringer ingen synlige indtrængningssteder)

2-3

Radonsikret betondæk

4


Tabel 3.14

Barrierepoint for vurdering af begrænsninger i gasindtrængen på grund af (krybe)kælder

Beskrivelse

Point

Dårlig ventileret krybekælder, riste lukkede eller tilstoppede

0

Godt naturligt ventileret (krybe) kælder med el-installationer

0

Godt naturligt ventileret (krybe) kælder uden el-installationer

1

Aktiv ventileret (krybe)kælder uden el-installationer

3-4


3.4.3.4 Afværgeforanstaltninger

Hvis der er udført afværgeforanstaltninger til begrænsning af indtrængning af gas i bygningen, skal afværgeforanstaltningens effektivitet vurderes.

Passiv udluftning under en bygning kan opnås med et beluftet dræn, eller ved at placere udluftningsrør under bygningen med afkast til det fri. Ved fald i atmosfæretrykket vil det være lettere for gassen at aflastes gennem udluftningsrørene fremfor at trænge ind i bygningen. Passiv udluftning tildeles 2-3 point afhængigt af, hvor tæt udluftningsrørene er placeret under bygningen.

Afværgeforanstaltningen kan også udføres som et aktivt ventileret dræn. De aktivt ventilerede afværgeforanstaltninger vurderes generelt at have en større sikkerhed end de passive, idet de ofte er bedre og mere grundigt designet. De aktive dræn har dog den svaghed, at de kan fejle på grund af mekaniske eller elektroniske fejl. Aktiv udluftning tildeles 2-4 point afhængigt af, hvor veldesignet foranstaltningerne er, herunder afværgeforanstaltningens effektivitet under drift og risikoen for utilsigtede driftstop.

Tabel 3.15
Barrierepoint for afværgeforanstaltning

Beskrivelse

Point

Passiv udluftning under bygning

2-3

Aktiv ventilering under bygning

2-4


3.4.4 Begrænsning af gaskoncentration i bygning/bygværk

I bilag 1, afsnit 4 er der foretaget beregninger af koncentrationer af lossepladsgas i bygninger for forskellige gasindtrængningsrater og forskellige luftskifter.

På baggrund heraf vurderes det, at ved aktiv ventilering af bygninger må det anses for usandsynligt, at der kan forekomme eksplosive koncentrationer af lossepladsgas i bygningen. Ventilationsanlægget vil dog kunne være ude af drift enten pga. serviceeftersyn eller pga. svigt af anlægget. Her kan man udføre en traditionel kvantitativ risikoanalyse til fastlæggelses af anlæggets svigtsandsynlighed, f.eks. en fejl-træs-analyse, se f.eks. /7/.

Oftest vil man dog kunne anvende mere overordnede erfaringer og skønne, at anlægget serviceres f.eks. 3 dage om året og at svigtsandsynligheden er væsentlig mindre end denne størrelse. Herved kan man opnå 4 barrierepoint ved aktiv ventilation af bygningen.

For naturligt luftskifte i bygninger vil der almindeligvis også forekomme en fortynding af gaskoncentrationen til under nedre eksplosionsgrænse. Det anbefales, at man tildeler 1 point for naturligt luftskifte i en bygning, svarende til en reduktion af sandsynligheden for at gassen stratificerer eller på anden måde ophobes ujævnt i bygningen, se tabel 3.16.

Tabel 3.16
Barrierepoint for begrænsning af gaskoncentration i bygning

Beskrivelse

Point

Naturlig ventilation i bygning

1

Aktiv ventilation af bygning

4


3.4.5 Begrænsede antændelsesmuligheder

Begrænsning af mulige antændelsesmuligheder kan f.eks. omfatte nedenstående tiltag, med vurderede barrierepoint anført, se tabel 3.17.

Tabel 3.17
Vurdering af begrænsninger af antændelsesmuligheder

Beskrivelse

Point

Ingen brug af åben ild/rygeforbud

2

Ex-sikring af el-installationer

6

Forebyggelse af gnistdannelser f.eks. fra værktøj

2


Hvis flere af ovenstående barrierer mod antændelse er tilstede, skal det overvejes hvilket scenarie, sikkerhedsvurderingen udføres for. Ofte vil der kun skulle tildeles point for én af barriererne mod antændelse og ikke for flere.

I eksempel 1B i bilag 3 afsnit 3 er der derfor foretaget en analyse af et scenarie, hvor antændelsen skyldes, at Ex-sikre el-installationer svigter (6 point). I eksempel 1C er samme lokalitet analyseret, men antændelseskilden er her antaget at være en håndværker, som er skyld i antændelsen enten pga. fejlagtig brug af værktøj eller overtrædelse af rygeforbud (2 point).

3.5 Vurdering af sikkerhedsniveau

Når man har udstyret sit barrierediagram med point, kan man anvende det til at vurdere, om den risiko, hændelsesforløbene udgør, er for stor. For at kunne gøre dette, skal man bruge følgende:
En vurdering af omfanget af konsekvenserne
Et ønsket sikkerhedsniveau.

3.5.1 Konsekvensvurderinger

Ved vurdering af konsekvenser af en hændelse ved en losseplads vil det ofte være svært eller decideret umuligt, at vurdere præcist hvor alvorlige konsekvenserne kan blive. Dette skyldes blandt andet, at der ikke findes fyldestgørende modeller for migrationen gennem jordlagene og gasindtrængen i bygninger.

For at vurdere konsekvensernes omfang anbefales det, at man tager udgangspunkt i de skadetyper, der har fundet sted, se bilag 5, og de tilhørende konsekvensklasser, som er beskrevet nedenfor. I bilag 5 afsnit 4 er der foretaget en sammenstilling af skadetyper og konsekvensklasser. Som det fremgår af bilag 5 afsnit 4 og bilag 3 afsnit 3 vil risikovurderingen af lossepladser oftest være baseret på konsekvensklasse 5, konsekvensklasse 4 eller i enkelte tilfælde konsekvensklasse 3.

Konsekvensklasse 5

Denne konsekvensklasse anvendes, når der er mulighed for dødsfald eller varigt skadede personer i lossepladsens omgivelser. Med omgivelser menes traditionelt omgivelser uden for en virksomhed, dvs. der kan forekomme dødsfald blandt personer, som ikke har nogen relation til lossepladsen. Konsekvensklassen skal derfor også anvendes ved risikovurdering af bygninger på selve lossepladsen, hvis denne er nedlagt og personerne i bygningen ikke har nogen relation til lossepladsen. Se eksempel 1A i bilag 3 afsnit 3.

Konsekvensklasse 4

Anvendes ved konsekvenser hvor der er mulighed for dødsfald eller varigt skade blandt ansatte, der har en relation til lossepladsen. Med ansatte med relation til lossepladsen menes i denne sammenhæng ansatte på selve lossepladsen eller håndværkere, som tilser bygninger eller bygværker på eller nær ved lossepladsen. Sidstnævnte omfatter kun bygninger eller bygværker, hvor håndværkerne er oplyst om, at der er mulighed for gasforekomst. Se eksempel 1C i bilag 3 afsnit 3.

Konsekvensklasse 3

Mindre alvorlig personskader, som f.eks. skyldes antændelse af mindre gasmængder i det fri, vil være et typisk eksempel på konsekvenser fra hændelser på lossepladser, som kan placeres i denne konsekvensklasse. Se eksempel 3A i bilag 3 afsnit 3.

Konsekvensklasse 4 og 5 skønnes at være de klasser, man oftest skal vurdere sikkerhedsniveauet for.

3.5.2 Sikkerhedsniveau

Det ønskede sikkerhedsniveau repræsenteres ved en række krav til det mindste antal point, der skal opnås i hvert hændelsesforløb, relativt til konsekvensklassen.

Ved risikovurdering af bygninger anbefales nedenstående minimumskrav til barrierepoint. Baggrunden for de anbefalede krav til barrierepoint er nærmere beskrevet i bilag 3 afsnit 1.

Tabel 3.18
Anbefalede minimumskrav til antal barrierepoint

Beskrivelse

Omfang

Konsekvens
klasse

Barriere
point

Der er mulighed for dødsfald eller varigt skadede blandt personer uden relation til lossepladsen

Stor ulykke

5

12

Der mulighed for dødsfald eller varigt skade blandt ansatte, der har en relation til lossepladsen

Alvorlige konsekvenser

4

8

Der er mulighed for mindre alvorlige personskader og/eller betydelig beskadigelse af bygninger/ bygværker på eller i nærheden af lossepladsen

Betydelige konsekvenser

3

4

Der er ikke tale om skader på personer eller miljø, men kun i mindre omfang skade på bygninger/ bygværker på eller i nærheden af lossepladsen

Mærkbare konsekvenser

2

2

Hændelser, der medfører mindre forstyrrelser, men ikke farer

Ubetydelige konsekvenser

1

0

Hændelser, som ikke medfører farer

Ingen konsekvenser

0

-


3.5.3 Vurdering af sikkerhed

Det forventes, at man f.eks. undersøger 2-3 bygninger med forskellig lokalisering i forhold til lossepladsen, for at opnå en samlet vurdering af lossepladsen. De anbefalede krav til barrierepoint skal så være opfyldt for hver enkelt bygning.

Hvis bygningen vurderes at have særlig værdi eller anvendes til særligt sårbare formål, f.eks. historiske bygninger hhv. vuggestuer, bør det overvejes at stille skærpede krav til antallet af barrierepoint og hermed sikkerhedsforanstaltninger.

Kan de anbefalede krav til barrierepoint ikke opfyldes for en given bygning, må man vurdere, om en forhøjet risiko kan accepteres af brugerne og myndighederne.

På baggrund af vurderingen kan det besluttes, om der skal:
udføres supplerende undersøgelser til nærmere afklaring af risikoen eller
udføres afværgeforanstaltninger

Risikovurderingen kan også anvendes i forhold til en prioritering af indsatsen over for lossepladsgas, både med hensyn til supplerende undersøgelser/monitering og afværgeforanstaltninger.