Airsparging og jordventilation med vandrette boringer

Sammenfatning og konklusioner

Dette projekt er udført under Miljøstyrelsens Teknologiprogram for jord- og grundvandsforurening i samarbejde med Miljøkontrollen, Københavns Kommune. Projektet er udført som kombineret airsparging og vakuumventilering fra vandrette boringer på lokaliteten Drejøgade 3-5, Østerbro, København, som tidligere har huset farveri- og renserivirksomhed med forurening af jord, vand og luft til følge. De anvendte opløsningsmidler har været mineraloliebaserede produkter (terpentin, benzin og petroleum) og chlorerede opløsningsmidler (perchlorethylen). De geologiske forhold er domineret af fint-sand med et frit grundvandsspejl ca. 8,5 m u.t., og er således fundet velegnet til både airsparging og vakuumventilation. Grundens areal er ca. 7000 m2, og er bebygget med et plejehjem med kælder på en del af grunden.

De vandrette boringer er installeret ved "blind-hole" teknik, hvorved der fra en grube udenfor selve grunden har kunnet installeres filtre op til 130 m ind under lokaliteten. Der er installeret i alt 4 airspargingfiltre 2,5 m under grundvandsspejlet og 5 vakuumventilationsfiltre ca. 2,5 m over grundvandsspejlet, i alt ca. 375 m filter. På grund af stenede horisonter i visse områder, der ikke kunne gennembores, blev et enkelt filter væsentlig kortere end planlagt. Dette understreger vigtigheden af en tilstrækkelig geologisk karakterisering langs boretraceer. På grund af de stenede horisonter, blev det desuden opgivet at bruge filtre med pålimet væv. Ved fremtidige projekter anbefales i stedet at bruge slidsede filtre.

Behandlingsanlægget er opbygget i en 20 fods container og er designet med en vakuumventilationskapacitet på 1000 m3/t og en airsparging kapacitet på 375 m3/t samt 2x260 kg aktiv-kul filtre. En on-line gaschromatograf (GC) var installeret til overvågning af koncentrationen i poreluften fra vakuumventilationssystemet, men denne har ikke fungeret tilfredsstillende og kan ikke anbefales til andre lignende projekter. Anlægget har generelt fungeret teknisk tilfredsstillende, og har været i drift i ca. 80% af den 2 år lange driftsperiode.

Airspargingdelen i behandlingsanlægget har i driftsperioden været drevet ved forskellige driftscykler, for at vurder effekten af pulserende hhv. kontinuerlig airspargingdrift. Erfaringerne har vist, at der ved pulserende driftsform generelt ses en tendens til, at der som funktion af driftstiden oprenses poreluft med et højere fastholdt koncentrationsniveau, ligesom der opnås større fjernelsesrater ved denne driftsform end ved kontinuerlig airspargingdrift. I driftsperioden er der ekstraheret totalt ca. 500 m3 poreluft pr. time, svarende til, at poreluften på det sydlige forureningsområde (overvejende chl.opl. forurenet område) er udskiftet ca. 900 gange, mod forventet ca. 1.500. På det nordlige forureningsområde (overvejende olieforurenet område) er poreluften udskiftet ca. 600 gange mod forventet ca. 1.500-5.000. De gennemførte beregninger af luftstrømningerne og vakuumudbredelse omkring de vandrette boringer i jorden i designfasen er verificeret ved tracerforsøg og vakuummålinger.

Koncentrationen af chlorerede opløsningsmidler i den umættede zone er reduceret væsentligt (75-98%), men der observeres et vist tilbageslag i et "hot-spot" område.

I området med fri fase terpentin på grundvandet ses ingen væsentlig reduktion i poreluftens indhold af total kulbrinter lige over grundvandsspejlet. Dette skyldes, at terpentinen er "fanget" i den kapilære zone, der ikke ventileres effektivt på grund af en næsten 100% mætning af porerne med vand og terpentin. Udenfor dette område fjernes total kulbrinter til under detektionsgrænsen.

Effekten af airsparging er mest markant i området med fri fase terpentin på grundvandet, idet den her bevirker en kraftig frigivelse og fordampning af flygtige kulbrinter fra den kapilære zone. Der ses ikke samme markante forøgelse i fjernelsesraten for de chlorerede opløsningsmidler. Der er således ingen indikationer på, at der skulle have været fri fase af chlorerede opløsningsmidler indenfor området påvirket af airspargingen. I de tre diskrete filterniveauer i den mættede zone ses generelt en reduktion på 60-95% af de flygtige forbindelse som chlorerede opløsningsmidler og nedbrydningsprodukter samt BTEX, mens den lavt flygtige andel af kulbrinterne fra terpentinen kun reduceres i mindre grad. I området med fri fase terpentin ses ingen reduktion i koncentrationen af den mindre flygtige andel af kulbrinter i filterniveauerne i den kapilære zone, mens der ses en markant stigning i de dybere filterniveauer. En forøgelse af iltkoncentrationen under drift af airsparging kan måles i alle filterni- veauer – dog mest markant i det øverste.

De niveauspecifikke vandprøver indikerer, at der som effekt af start/stop af airsparging sker en vertikal transport og opblanding af grundvand fra nær grundvandsspejlet og til det dybeste filterniveau ca. 5 m under grundvandsspejlet. Denne effekt er kun markant for de lavt flygtige stoffer i terpentinen samt ilt, mens de let flygtige stoffer som chlorerede opløsningsmidler og BTEX tilsyneladende når at fordampe, inden grundvandet når denne dybde. Den effektive virkningsradius er således stærkt stofafhængig, men for de chlorerede opløsningsmidler er den i størrelsesorden 5-6 m horisontalt fra filtret og til en dybde af ca. 2,5 m under injektionsniveauet (5 m under grundvandsspejlet).

Da oprensningens væsentligste målsætning var at reducere indeklimapåvirkningen til et acceptabelt niveau, blev anlægget stoppet efter 2 års drift, idet poreluftkoncentrationerne i den umættede zone viste et stabilt reduceret niveau. Koncentrationen af PCE i det kapilarbrydende lag under kældergulv er umiddelbart efter stop (1 døgn) af anlæg reduceret 1000 gange (fra ca. 5-100 mg/m3 til 0,004-0,018 mg/m3). Gentagne målinger i løbet af året efter stop viser en stigning til et niveau omkring 0,1-0,2 mg/m3, således at nettoeffekten tilsyneladende er en 100 gange reduktion af koncentrationen.

Koncentrationen af miljøfremmede stoffer efter oprensningen overholder generelt ikke de gældende kvalitetskrav – trods de nævnte markante reduktioner af specielt de mest flygtige komponenter.

De samlede udgifter til projektet er ca. 8 mill. kroner, og beregnes en behandlingspris for det samlede jordvolumen under hele ejendommen (mættet og umættet zone), ligger den i størrelsesordenen 50-75 kr./ton. En tilsvarende kommerciel oprensning i dag vurderes at kunne udføres for ca. 5 mill. kr.