| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |
Nedbrydning og sorption af dichlobenil og BAM-litteraturopsamling samt
laboratorieforsøg
Den foreliggende rapport er et delprojekt udført i forbindelse med Miljøstyrelsen
projekt "Pesticider og Vandværker" og omhandler sorption og nedbrydning af
pesticidet dichlobenil (2,6-dichlorobenzonitril) og nedbrydningsproduktet BAM
(2,6-dichlorobenzamid). BAM er fundet i råvandet fra ca. 24% af de undersøgte
vandforsyningsboringer i Danmark, og BAM har derfor vist sig at være et stort problem for
vandforsyningen. Grundlæggende data som sorptionskoefficienter og nedbrydningsrater er
derfor nødvendige for at vurdere varigheden af forureningen.
Indledningsvis er udført et udredningsarbejde vedrørende den eksisterende viden om
stofferne. Herunder er medtaget oplysninger om stoffet chlorthiamid
(2,6-dichlorothiobenzamid), et andet moderstof til BAM. Gennemgang af litteraturen har
vist, at sorption af chlorthiamid er begrænset, samtidig med at nedbrydningspotentialet
er højt. I Danmark har chlorthiamid ikke været anvendt i over 20 år, og det er således
ikke sandsynligt at finde stoffet i jord og grundvand. Stoffet er derfor ikke medtaget i
det videre eksperimentelle arbejde. Litteraturgennemgangen har vist, at der ikke
eksisterer data om sorption af dichlobenil ved grundvandsrelevante koncentrationer.
Endvidere er det uafklaret, hvordan og hvor hurtigt nedbrydningen af dichlobenil foregår,
og hvorvidt dichlobenil akkumuleres i jorden. Med hensyn til BAM er data fra litteraturen
generelt begrænset.
For at kunne præcisere forudsigelserne af langtidseffekter af forureninger med BAM er
der derfor udført sorptions- og nedbrydningsforsøg med både BAM og moderstoffet
dichlobenil. De primære formål med disse eksperimenter er at bestemme
sorptionskoefficienter og nedbrydningsrater ved grundvandsrelevante koncentrationer samt
at belyse vekselvirkningerne mellem sorption og nedbrydning såvel som indflydelsen af
sedimentsammensætning og vandkemi.
Der er udtaget sediment og grundvand til undersøgelserne fra seks lokaliteter i
Danmark. Ved udvælgelsen af disse lokaliteter er lagt vægt på at få repræsenteret et
bredt spektrum af forskellige danske sedimenttyper. Der er således udvalgt to
lokaliteter, hvorfra der primært er taget kerner fra smeltevandssand (Staurbyskov og
Eskærhøj) og tre lokaliteter, hvorfra der er udtaget kerner fra moræneler (Strøby
Egede, Avedøre og Kirke Syv) og en lokalitet, hvorfra der er udtaget kerner fra
moræneler og kalk (Hvidovre). Sedimenterne er karakteriseret mht. overfladeareal, totalt
indhold af organisk kulstof og kornstørrelsesfordeling. Grundvand til forsøgene er
karakteriseret mht. indhold af kationer og anioner, opløst ilt, pH, ledningsevne samt
opløst organisk kulstof. Sorptionsforsøgene er udført som batchforsøg, og sorptionen
måles vha. scintillationstælling på 14C-mærket dichlobenil og BAM.
Nedbrydningsforsøgene er udført som traditionelle batch-inkubationer, hvor nedbrydningen
følges over tid vha. scintillationstælling og for inkubationer med dichlobenil også ved
immunkemisk måling udført af GEUS.
De udførte sorptionsforsøg med dichlobenil og BAM viser, at både dichlobenil og BAM
sorberer til sedimenter fra umættet og mættet zone. Sorption af dichlobenil og BAM i
sandede sedimenter afhænger primært af indholdet af organisk stof. For dichlobenil er
der således fundet følgende korrelation mellem den lineære fordelingskoefficient (Kd)
og indholdet af organisk kulstof (TOC): Kd,Dic (l/kg) = 9,0 · TOC (wt. %), R2 = 0,93,
mens den tilsvarende korrelation for BAM er: Kd,BAM (l/kg) = 0,33 · TOC (wt. %), R2 =
0,92. For dichlobenil giver de målte Kd-værdier i sandede grundvandsmagasiner
anledning til retardationsfaktorer mellem 2,2 og 8,6, og tilsvarende for BAM
retardationsfaktorer mellem 1,2 og 1,6. I moræneler er målt en markant højere sorption
af både dichlobenil og BAM, hvilket for dichlobenil giver anledning til
retardationsfaktorer mellem 22 og 984, og for BAM mellem 1,5 og 8,3. Sorptionen i
reduceret moræneler er langt større end forventet ud fra korrelationen mellem Kd
og TOC for sandede sedimenter, og sorption i reduceret moræneler må derfor primært
være kontrolleret af lermineralogi eller alternativt af en anden sammensætning af det
organiske stof.
Generelt viser nedbrydningsforsøgene med dichlobenil, at nedbrydningen af dichlobenil
til BAM primært foregår i de øverste meter under terræn. I muldlaget (0-0,25 mut.), er
nedbrydningen af dichlobenil dog langsom, specielt i sediment udtaget fra Staurbyskov,
hvor kun ca. 5% dichlobenil er omsat til BAM efter 436 døgn. Dette skyldes muligvis at
nedbrydningen hæmmes i dette dybdeinterval pga. den forholdsvis kraftige sorption af
dichlobenil. Den hurtigste nedbrydning foregår i sedimenter udtaget 0,25-0,75 mut., hvor
op til 88% dichlobenil er nedbrudt til BAM i løbet af 436 døgn. I sedimenter udtaget
dybere end 4 mut. er nedbrydningen af dichlobenil begrænset (<2%), og i sedimenter
udtaget fra grundvandzonen er nedbrydningen af dichlobenil i de fleste tilfælde ikke
signifikant. Generelt falder nedbrydningsraten således hurtigt med dybden. Nedbrydningen
af dichlobenil kan beskrives med både 0.- og 1.-ordens rateudtryk, men generelt giver
1.-ordens rateligningen en lidt bedre korrelation. I kontrol-inkubationerne er
nedbrydningen af dichlobenil ikke signifikant, hvilket indikerer at nedbrydningen foregår
ved en mikrobielt katalyseret hydrolyse. Manglen på en lagfase indikerer en cometabolisk
reaktion.
For BAM inkubationerne er den 14C-mærkede koncentration fulgt over tid.
Idet sidekæden i BAM molekylet er 14C-mærket, kan tab af 14C-aktivitet
fra vandfasen skyldes sorption eller mineralisering af sidekæden, der resulterer i 14CO2-dannelse.
For at skelne mellem sorption og nedbrydning er den teoretiske koncentration i vandfasen
ved ligevægt beregnet ud fra Kd-værdierne bestemt i sorptionsforsøg med BAM.
Generelt er der god overensstemmelse mellem udregnede og observerede koncentrationer med
undtagelse af kontrollerne, hvor autoklaveringen har påvirket sorptionskapaciteten. Dette
betyder således, at der i de fleste tilfælde ikke kan observeres en signifikant
nedbrydning af BAM. Imidlertid er der detekteret en signifikant nedbrydning af BAM i
sedimenterne fra Staurbyskov og Eskærhøj 0-0,75 mut. og i sedimentet fra Staurbyskov
4,96-6,18 mut. Nedbrydningen er sandsynligvis mikrobiel katalyseret, idet der ikke er
detekteret nedbrydning i de undersøgte kontroller. Som et groft estimat er nedbrydningen
af BAM i de omtalte sedimenter udregnet ud fra den relative forskel mellem den forventede
koncentration i væskefasen efter sorptionsligevægt og den målte 14C-koncentration
efter 436 døgn. De derved estimerede DT50-værdier er i størrelsesordenen
3-16 år, idet den hurtigste nedbrydning er i muldlaget (0-0,25 mut.), hvorefter
nedbrydningstiden forøges med dybden.
| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |