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

Nedbrydning og sorption af dichlobenil og BAM-litteraturopsamling samt laboratorieforsøg

3 Sedimenter anvendt til laboratorieforsøg – Baggrund og karakterisering

3.1 Baggrund og formal med laboratorieforsøg

Gennemgangen af litteraturen har vist, at sorptionen af chlorthiamid er begrænset, samtidig med at nedbrydningspotentialet er højt. Da det er mere end 20 år siden, chlorthiamid har været brugt i Danmark, er det derfor ikke længere sandsynligt at finde stoffet i jord og grundvand, hvorfor det er valgt ikke at medtage chlorthiamid i det videre eksperimentelle arbejde.

Dichlobenil, som er det andet moderstof til BAM, sorberer væsentligt kraftigere end chlorthiamid. Dog er de publicerede sorptionskoefficienter for dichlobenil bestemt ved en høj initialkoncentration, hvorfor data ved grundvandsrelevante koncentrationer mangler. I litteraturen er der indikationer af, at nedbrydning af dichlobenil primært foregår i de overfladenære sedimenter, og at nedbrydningen går langsommere, jo større sorptionen er, men flere undersøgelser er nødvendige, for at klarlægge hvor og hvordan nedbrydningen foregår. Studier af dichlobenils persistens har vist, at stoffes ikke akkumuleres i overfladenære sedimenter. Idet salg af dichlobenil blev forbudt per 1.1. 1997, forventes fund af dichlobenil i jord således ikke udfra data fra litteraturen. I forbindelse med kildeopsporingen udført i nærværende projekt "Pesticider og Vandværker" er dichlobenil imidlertid ofte detekteret i danske sedimenter (jf. Delrapport nr. 2. Kilder til BAM-forurening og forureningsudbredelse), og spørgsmålet om i hvor stort omfang dichlobenil akkumuleres i jordens organiske stoffraktion er derfor stadig uafklaret.

I litteraturen er data om BAM generelt begrænset, men de data, som foreligger, tyder på en begrænset sorption og nedbrydning. Modelsimuleringer har imidlertid vist, at selv meget langsomme nedbrydningsrater vil afkorte forureningsvarigheden væsentligt i forhold til situationer, hvor der ikke sker nedbrydning (jf. Delrapport nr. 4.Varighed af BAM-forurening). Det er derfor vigtigt at få fastlagt, om der foregår en langsom nedbrydning af BAM. I de tilfælde, hvor der kun er en begrænset eller ingen nedbrydning af BAM, er det endvidere vigtigt at få bestemt sorptionen af BAM, idet denne, i en vurdering af varigheden af BAM-forureningen, vil være afgørende for transporten af BAM.

Ved udvælgelsen af lokaliteter, hvorfra sediment og vand er udtaget, er der lagt vægt på at få repræsenteret forskellige danske sedimenttyper, så nedbrydning og sorption af BAM og dichlobenil undersøges i sedimenter med forskellige indhold af ler og organisk stof og under varierende vandkemiske forhold. I alt er der udtaget sediment og vand fra seks lokaliteter i Danmark (figur 2).

Figur 2.
Udvalgte lokaliteter, hvorfra der er udtaget sediment og vand til laboratorieforsøg.

I projektet er der udtaget sediment og vand fra indvindingsoplande til Staurbyskov Vandværk, Eskærhøj Vandværk og Hvidovre Vandværk. For alle tre vandværker er der i nærværende projekt endvidere udført en kildeopsporing (jf. Delrapport nr. 2. Kilder til BAM-forurening og forureningsudbredelse). Staurbyskov er beliggende nord for Middelfart og valgt, idet lokaliteten repræsenterer et typisk dansk oxideret smeltevandssand- og grusmagasin. Eskærhøj er beliggende på den sydlige dalside ved Haderslev Fjord og repræsenterer vekslende moræneler- og smeltevandssandaflejringer. Hvidovre er valgt, idet vandindvindingen her foregår fra bryozokalk og skrivekridt. Kalken overlejres af 5-15 m moræneler, og Hvidovre repræsenterer derfor dels et kalkmagasin og dels en moræneleraflejring. Idet moræneler kan være forskellig fra lokalitet til lokalitet, er der desuden medtaget tre øvrige lokaliteter: Avedøre ved København, Kirke Syv syd for Roskilde og Strøby Egede syd for Køge, hvorfra der alle steder er udtaget sedimentprøver fra den aerobe og anaerobe moræneler.

Figur 3.
Boreprofiler fra de seks udvalgte lokaliteter med indtegning af grundvandsspejl og udvalgte kerner.

Ved Staurbyskov Vandværk og ved Eskærhøjværket er der udtaget sedimentkerner fra terræn og ned til ca. 15 mut. (figur 3). Umiddelbart ved siden af kerneboringen er der udført en rammeboring, hvorfra grundvandsprøver er udtaget fra grundvandsspejlet (5-5,25 mut.) og til ca. 15 mut. med 0,5 m intervaller. Efterfølgende er den geologiske lagfølge på de to lokaliteter beskrevet, og dybdeintervaller til forsøg er udvalgt (figur 3). Forsøg med sediment fra den umættede zone er opsat med grundvand udtaget lige under grundvandsspejlet. Ved lokaliteten i Hvidovre er der udtaget tre kerner, som repræsenterer hhv. en aerob og en anaerob, umættet moræneler samt et mættet kalkmagasin (figur 3). Grundvand til forsøgene med kalk er udtaget fra den indvindingsboring, som ligger nærmest sedimenternes prøvetagningssted. Til forsøgene med moræneler fra Hvidovre er der anvendt porevand udtaget fra en sugecelle installeret i moræneler 3,5 mut. under et gartneri beliggende ca. 1,5 km fra lokaliteten, hvor kernerne er udtaget. Ved Strøby Egede, Avedøre og Kirke Syv er der på hver lokalitet udtaget prøver fra hhv. den aerobe og anaerobe moræneler, og på de nævnte tre lokaliteter blev der fra borehullet opsamlet porevand til forsøgene.

3.3 Karakterisering af sediment

De udvalgte sedimenter er karakteriseret mht. BET-overfladeareal, total indhold af organisk kulstof og kornstørrelse (tabel 5). I alt er der undersøgt 22 sedimenter, og heraf er 10 sedimenter karakteriseret ved et højt lerindhold (> 20 wt.%), og et sediment er karakteriseret ved et højt kalkindhold.

Tabel 5.
Karakterisering af sediment anvendt til sorptions- og nedbrydningsforsøg.

^aBET er overfladeareal bestemt ved N₂-BET metoden ved brug af en Gemini III 2375 Surface area analyzer (Micromeritics Instrument). Inden målingerne er prøverne afgasset ved stuetemperatur i 24 timer som anbefalet i Clausen og Fabricius (2000).
^bTOC er totalt indhold af organisk kulstof. Målingerne er udført på en LECO CS-225 Elemental Carbon Analyzer. Inden målingerne er prøverne decarbonatiseret med svovlsyrling.
^cGrus-, sand-, silt- og ler-fraktioner er bestemt ud fra sigteanalyser efter følgende definition: Grus (> 2 mm), Sand (0,063 – 2 mm), Silt (0,002 – 0,063 mm) og ler (< 0,002 mm).
DS: Smeltevandssand; DL: Smeltevandsler; ML: Moræneler.

3.4 Karakterisering af grundvand

Grundvand og porevand til forsøgene er analyseret for opløst organisk kulstof (DOC), ilt, pH, elektrisk ledningsevne (EC), alkalinitet og uorganiske kationer og anioner (Fe (total), Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ og Mn (total) samt Cl^-, NO₃^-, og SO₄^2-), således at vandkemien ned gennem de vandførende lag er fastlagt (tabel 6). Endvidere er grundvand og porevand til forsøgene analyseret for BAM, for at undersøge om vandet fra lokaliteterne er forurenet med BAM, men stoffet er ikke blevet detekteret.

Tabel 6.
Karakterisering af vand anvendt til sorptions- og nedbrydningsforsøg.

^aDOC er opløst organisk kulstof målt på en Total Organic Carbon Analyzer (TOC-5000 A, Shimadzu).
^bIlt-koncentrationen er målt i flowcelle med iltelektrode (WTW).
^cKoncentration af kationer er bestemt ved Atom Absorptions Spektroskopi (Perkin-Elmer 5000).
^dKoncentration af anioner er målt ved ion kromatografi (VYDAC-kolonne).
^eAlkaliniteten er bestemt ved Gran-titrering.
^fAlkaliniteten er estimeret ud fra ladningsbalancen.
^gData fra analyserapport nr. 2552/99 fra Fælleskommunal Levnedsmiddelkontrol.
^hFlowcellemålinger kunne ikke udføres, idet vandprøverne er udtaget aerobt direkte fra borehul.
- Ikke analyseret

Der er for alle vandtyperne tale om Ca-HCO₃-vand med relativt høj alkalinitet og dermed stabile pH-forhold. Ingen af grundvandstyperne bærer præg af saltvandspåvirkning. Generelt er de udvalgte grundvandsmagasiner aerobe, men opløst ilt ligger dog under detektionsgrænsen (0,2 mg/l) for det dybest liggende grundvand fra både Staurbyskov og Eskærhøj. Begge steder er det øvre grundvand nitratpåvirket, mens nitrat ikke detekteres i 14-15 meters dybde. Indholdet af opløst organisk kulstof (DOC) er relativt højt i grundvandet fra Staurbyskov fra 6 mut. og særdeles højt i grundvandet fra Eskærhøj fra 6 mut. Begge grundvandsmagasiner bærer derfor præg af at være påvirkede af infiltrerende organisk stof fra overjorden, og der er således tale om sårbare reservoirer. Det må desuden bemærkes, at grundvand fra Hvidovre 3 mut. har en høj koncentration af nitrat, hvilket skyldes, at dette porevand er udtaget fra en sugecelle installeret under et gartneri, hvor der med stor sandsynlighed anvendes kunstgødning.