Bilag D, Miljøstyrelsen

Kortlægning af diffus jordforurening i byområder. Delrapport 3

Bilag D
Eksempel på samspil mellem dataindsamling i prøvetagningsfelter, databehandling og hypoteser

1. Eksempel over nedfaldsmodel

1.1 Baggrund

I det følgende er givet forslag til dataindsamling, databehandling og hypoteser for diffus jordforurening forårsaget af nedfald fra en industrikilde, dvs. iht. nedfaldsmodel.

Det forventes, at forureningsparametrene er tungmetaller og PAH´er. Det forventes, at forureningsbelastningen i de terrænnære jordlag aftager med afstanden fra forureningskilden, og at det forureningspåvirkede areal strækker sig mindst 1000 m i alle retninger fra forureningskilden. Det forventes, at jordforureningen aftager i dybden.

Det foreslås, at tungmetallerne Pb, Cu, As, Zn, Cr og Ni anvendes som indikatorparametre, og at disse måles med en feltteknikken, EDXRF. Der foretages endvidere nogle få akkrediterede ICP-analyser som kontrolmålinger. Til vurdering af arealet foretages en screening for PAH med immunoassay i alle prøvepunkter. Hovedformålet er at vurdere, om der er signifikante forskelle ved forskellige afstande og retninger fra forureningskilden. Herudover analyseres en række prøver med ved GC-MS-SIM, jf. Miljøstyrelsens anvisning med kvantificering af 7 PAH´er samt et mindre antal for flere PAH´er til vurdering af PAH profilen.

1.2 Definition af hypoteser

Der kan opstilles en række hypoteser om relationer mellem den diffuse jordforurening og forureningskilden. For eksempel:

Hypoteser vedr. jordforurening:

1.	Jordkvalitetskriterier for de målte parametre overskrides i delområdet(erne).
2.	Jordforurening kan beskrives ved hjælp af den geostatistisk afbildning over undersøgelsesområdet.
3.	Diffus jordforurening kan beskrives ved en nedfaldsmodel, idet der er en sammenhæng mellem afstanden fra forureningskilden og indholdet af forureningskomponenterne i topjorden (2-10 cm). Indholdet aftager væk fra kilden, indtil en given afstand. Herefter vil forureningsbelastningen ikke tiltage.
4.	Diffus jordforurening kan beskrives ved en nedfaldsmodel, idet indhold af forureningskomponenter i topjorden (2-10 cm) på arealet nedstrøms den fremherskende vindretning er højere end på arealet opstrøms.
5.	Diffus jordforurening kan beskrives ved en nedfaldsmodel, idet indholdet af forureningskomponenter aftager med dybden.
6.	Diffus jordforurening kan beskrives ved en nedfaldsmodel, idet indholdet af forureningskomponenter i jordlag 0-5 cm (inkl. græstørv) i uberørt jord (jord, hvor der ikke graves f.eks. græsarealer, ikke-dyrket jord) er højere end i det dybereliggende jordlag 2-10 cm.
7.	Diffus jordforurening kan beskrives ved en nedfaldsmodel, idet indholdet af forureningskomponenter i jordlag 0-5 cm (inkl. græstørv) i jord, hvor der graves eller plantes, er på samme niveau som i det dybereliggende jordlag 2-10 cm.
8.	Diffus jordforurening kan beskrives ved en bidragsmodel, idet der er et varierende og tilfældigt indhold af forureningskomponenter, såsom PAH´er, og tungmetaller, i fyldlaget over hele arealet, dvs. der er ingen tendens til højere indhold i bestemte retninger eller dybder.
9.	Diffus jordforurening kan beskrives ved en bidragsmodel, idet der er et statistisk højere indhold af forureningskomponenter i fyldjord end i forhold til referenceværdier for intakt jord.
Hypoteser om arealspecifikke analyseparametre:

10.	Der er en sammenhæng mellem koncentrationerne af benzo(a)pyren (BaP) og summen af PAH..
11.	Der er en sammenhæng mellem koncentrationerne af indhold af de individuelle tungmetaller og summen af PAH.

Hypotese om forureningsforhold:

12.	Forureningssammensætningen kan beskrives ved hjælp af nogle få detaljerede analyser, idet der er en relation mellem forureningssammensætning og de anvendte indikatorparametre.

Hypotese om kortlægningsgrundlag:

13.	Der foreligger tilstrækkelige overensstemmelse mellem den historiske redegørelse og den fundne forureningsforhold til at kortlægge på vidensniveau 2.

1.3 Design af statistisk og geostatistisk plan og prøvetagningfelter

For vurdering af jordforureningen opdeles det forureningspåvirkede areal i forskellige delområder i forskellige afstande (A-E) og retninger (N-NØ, NØ-Ø,Ø-SØ, SØ-Ø, Ø-SV,SV-V, V-NV, NV-N) fra forureningskilden:

A.	Inden for skellet
B.	0	-	50 m fra skellet
C.	50	-	150 m
D.	150	-	500 m
E.	500	-	1000 m

Delområder opdelt i henhold til afstande og retningen er illustreret i figur 1.

Figur 1
Skitse over delområder og prøvetagningsfelter
Proposal for subdivison of investigation area and sampling zones

Der kan forventes jordforurening i følgende dybder:

I	0 - 5 cm	Jordoverfladen inkl. græstørv. Det er vigtigt at skelne mellem plantebede, hvor der graves og uberørt jord, hvor der ikke graves, f.eks. græsarealer og ikke-dyrket jord.
II	2 - 10 cm	Jordlag under græstørv, som typisk antages at være repræsentative ved vurdering af risiko for hudkontakt.
III	20 - 30 cm	Repræsenterer anvendelsesdybden.
IV	45 - 55 cm	Repræsenterer anvendelsesdybden.
V	95 - 105 cm	Til afgrænsning af forurening.

Forureningsmodellen indikerer, at forureningsniveauet inden for et delområde (A- N-NØ; A-NØ-Ø, …E-S-SV m.v.) er sammenligneligt (ens). Det vil sige, at indholdet i jordprøver fra samme dybde i hvert enkelt delområde bør være repræsenteret af en gennemsnitsværdi, en medianværdi, en variationskoefficient og et konfidensinterval.

Herudover kan der dog være bidrag til jordforurening fra andre kilder i området (bidragsmodellen i gamle boligkvarter, fyldjordsmodellen og bidrag fra vejnet, liniemodellen), som påvirker forureningsniveauet over hele undersøgelsesområdet.

Der udpeges et antal prøvetagningsfelter af ca. 100 m² i hvert delområde (A:N-NØ, A:NØ-Ø, ….,E:S-SV, E:SV-V, m.v.). Prøvetagningsfelterne placeres med forskellig indbyrdes afstand inden for delområdet, jf. figur 1.

I hvert prøvetagningsfelt udtages jordprøver fra ca. 2 - 5 punkter i forskellig dybde. Jordprøverne udtages med forskellig indbyrdes afstand inden for prøvetagningsfeltet (f.eks. 1, 2, 4, 6 og 10 m). Der udtages hovedsageligt prøver fra 2-10 cm´s dybde, men også fra forskellige dybder. I tabel 1 angives forslag til antal af prøvetagningsfelter og jordprøver. Disse skal revideres og optimeres på baggrund af historik m.m. før iværksættelse af undersøgelsen.

Tabel 1
Forslag til antal af prøver omkring punktkilden.
Suggestion for number of samples around the point pollution source

Afstand fra forureningskilden Afstand i dybden		A	B	C	D	E
Afstand fra forureningskilden Afstand i dybden		Inden for skellet	0-50 m	50-150 m	150- 500 m	500-1000 m
I	0-5 cm´s dybde (inklusive græstørv)	1 felt (3 pkt.)	2 felter i uberørt jord 2 felter i bede (10 pkt.)		2 felter i uberørt jord 2 felter i bede (10 pkt.)
II	2-10 cm´s dybde	1 felt ( 3 pkt.)	8 felter 1 – 5 pkt./felt (20 pkt.)	16 felter 1 – 3 pkt./felt (24 pkt.)	16 felter 1 – 3 pkt./felt (24 pkt.)	16 felter 1 - 3 pkt./felt (24 pkt.)
III	25 cm´s dybde		4 felter 3 pkt. /felt (10 pkt.)		4 felter (5 pkt.)
IV	50 cm´s dybde		4 felter (5 pkt.)		4 felter (5 pkt.)
V	1 m´s dybde		2 felter (5pkt.)		2 felter (5 pkt.)
Antal af håndboringer (pkt.)		3	20	24	24	24
ca. antal pkt. /km²		100	2500	380	32	11
Antal af jordprøver		6	50	24	49	24

Det testes statistisk om forureningsbelastningen er forskellig i forskellige afstands- og dybdeintervaller.

Prøverne udtages som stikprøver, idet den indbyrdes variation mellem prøver, udtaget tæt på hinanden (1-10 m) samt med større afstand (20-500 m), anvendes i databehandlingen til at vurdere om prøver fra forskellige delområder er forskellige fra hinanden.

Gennemsnit, median, standardafvigelse, variationskoefficient og konfidensinterval kan beregnes for hvert prøvetagningsfelt eller for grupper af prøvetagningsfelter, f.eks. prøvetagningsfelter i samme afstand og/eller retning fra forureningskilden. Prøvetagningsfelter kan sammenlignes, og det kan vurderes, hvorvidt koncentrationsniveauer udviser signifikante forskelle, og om disse forskelle kan relateres til afstand eller retning fra forureningskilden eller til dybden.

Der testes, om forureningsbelastningen inden for samme afstand og retning fra forureningskilden er sammenlignelig, dvs. om variansen mellem prøvepunkterne er af samme størrelse som analyseusikkerheden. Der testes endvidere, om forureningsbelastningen i prøvetagningsfelter i forskellig afstand og retning fra forureningskilden er forskellig og der testes, om forureningsbelastningen i prøver fra forskellige dybder inden for samme prøvetagningsfelt ligeledes er forskellige.

Der foretages en vurdering af analyseusikkerheden og analysekvaliteten for indikatorparametrene (feltmålinger med EDXRF for tungmetaller og immunoassay for PAH). Dette gøres ved udførelse af dobbeltbestemmelser på delprøver fra samme homogeniserede jordprøve samt ved sammenligning med akkrediterede analyser

Ud over statistiske tests til vurdering af gennemsnit, variationskoefficient, konfidensinterval og korrelation mellem parametre kan der foretages en vurdering af den geografiske variation over arealet. Variansen mellem prøvepunkterne kan omregnes til et semivariogram og anvendes til estimering (visualisering) af koncentrationsniveauer over hele området, baseret på resultaterne fra prøvetagningsfelter.

1.4 Prøvetagnings- og analyseplan

Prøvetagningsplanen bestemmes af den statistiske og geostatistiske plan, jf. 1.3 og tabel 1. Det tilstræbes, at jordprøverne udtages i uberørt jord. Dette gælder navnlig jordprøver udtaget i dybdeintervallet 0-5 cm. Prøvetagningsforholdene noteres og prøvetagningspunktet indmåles. Prøverne udtages som enkeltprøver med kvarteringspyd eller håndbor.

Alle prøver fra prøvetagningsfelterne analyseres ved en feltteknik (EDXRF) for Pb, As, Cu, Zn, Cr, Ni (uden anden forbehandling end tørring). For alle prøvetagningspunkter vurderes jordarten, tørstofindholdet, glødetab, og PID-udslag. For et mindre antal prøver (ca. 10%) gentages analyserne efter homogenisering ved både EDXRF og ICP for vurdering af analyseusikkerhed og analysekvalitet.

Der anvendes immunoassay til vurdering af PAH-niveauer i alle jordprøver i intervallet 1-50 mg total PAH/kg. Kontrolanalyser for PAH´er måles ved akkrediterede GC-MS-SIM analyser. En række prøver (ca. 10% af prøverne til PAH-analyse) analyseres for flere PAH´er, inklusive methylerede PAH´er, til vurdering af sammensætning og PAH-profil, med henblik på en vurdering af PAH-kilden.

1.5 Databehandling og rapportering

Ved databehandlingen vurderes der, om koncentrationsniveauerne for de målte stoffer er aftagende med afstanden fra kilden, og om koncentrationerne når et stabilt niveau, d.v.s. om der er forskelle i koncentrationerne i de forskellige prøvetagningsfelter.

Med henblik på visualisering af koncentrationsniveauer foretages der en geostatistisk vurdering af forureningsniveauerne over hele undersøgelsesarealet.

Der vurderes om der er behov for yderligere undersøgelser. I tabel 2 angives en oversigt over forslag til hypoteser, dataindsamling og databehandling.

Tabel 2
Oversigt over hypoteser, analysedata og databehandling
Overview of hypotheses, analytical data and data treatment.

Se her!