|
Reaktiv Jern-Væg til rensning af grundvand for TCE og Chromat, Kolding Hårdkrom A/S Sammenfatning og konklusionerPå ejendommen, matr. nr. 128 n, Kolding Markjorder, beliggende på Fabriksvej 4 i Kolding er der udført et afværgeprojekt med henblik på at nedbringe det øvre grundvands indhold af trichlorethylen (TCE) og chrom (Cr(VI)). Projektet er gennemført med støtte fra Miljøstyrelsens teknologiudviklings-midler. Den anvendte afværgeteknik er baseret på en oprensning / reduktion af forureningskomponenterne ved grundvandets passage gennem en reaktiv væg bestående af nul-valent jern (uden såkaldt "Funnel & Gate"). Projektet er gennemført i perioden 1998-2001. Følgende kan sammenfattes og konkluderes på baggrund af projektet: Forureningens omfang I forbindelse med de indledende undersøgelser er det bekræftet, at der er sket en væsentlig forurening af det øverste grundvand under ejendommen. Denne forurening kan henføres til de tidligere aktiviteter på ejendommen. De højeste koncentrationer er konstateret på ejendommens sydlige del, hvor der vurderes at eksistere et nogenlunde hydraulisk sammenhængende grundvandsmagasin. Forureningskomponenterne i grundvandet er overvejende TCE og CR(VI). Forureningen spredes sandsynligvis meget langsomt i det øverste grundvand. Inden for det hydraulisk sammenhængende område er den overvejende strømningsretning mod vest, og der kan ses et fald i koncentrationen fra øst mod vest. Der er konstateret TCE i mindre omfang i det øverste grundvand på den vestlige naboejendom. Der er ikke konstateret nedbrydningsprodukter (vinylchlorid) i det øvre grundvand, og den naturlige nedbrydning af TCE i det øverste grundvand vurderes derfor at være minimal. Forureningen i det øverste magasin udgør derfor en risiko for det omgivende miljø, da den ikke nedbrydes. Ligeledes kan det ikke afvises, at der vil være risiko for eksponering. Den primære grundvandsressource er ikke umiddelbart truet af den konstaterede forurening Hydrogeologiske forhold De geologisk forhold på og omkring ejendommen er meget komplekse og afspejler flere glaciale fremstød. Dette har resulteret i en hydrogeologisk opbygning med flere grundvandsmagasiner, der til dels er hydraulisk forbundne. Ikke mindst opbygningen af det terrænnære magasin på ejendommen er meget kompleks. Afværgeteknik (reaktiv væg) Grundet den komplicerede geologiske og hydrogeologiske opbygning af jordlagene på ejendommen blev det besluttet at udbygge den passive væg med et recirkulationssystem, hvor vand, der passerer væggen, opsamles i et dræn og recirkuleres opstrøms væggen. Dette blev foretaget dels for at styre strømningen mod væggen og dels for at forcere udvaskningen i forureningens hot-spot områder. Ved moniteringen er det konstateret, at denne strategi virkede og det var muligt at styre den naturlige grundvandsstrømning mod væggen i højere grad ved at pumpe og recirkulere det oppumpede, rensede grundvand. Der introduceres dog derved en række fejlkilder. Der er bl.a. - trods omhyggelig styring - risiko for at ændre gennemstrømningshastigheden i væggen og dermed opholdstiden for det forurenede grundvand i væggen. Da netop opholdstiden er en af nøgleparametrene ved processen, kan dette bevirke, at omdannelse af forureningskomponenterne ikke sker som ønsket. Det kan ikke afvises, at dette har været tilfældet i nærværende projekt. Grundet store variationer i grundvandsspejlet i det terrænære magasin, hvor forureningen afværges, har oppumpning og recirkulation ikke været muligt i lange perioder, idet en sænkning af grundvandsspejlet ville betyde risko for blotlægning af væggen. I disse perioder er det konstateret, at strømnings-mønstret i magasinet retableres, således at der er overensstemmelse med afstrømningsmønstret før start af oppumpningen. I forbindelse med pejling af boringer i og nær væggen er der efter to års drift fundet indikationer på, at der kan ske en langsgående (fra syd mod nord) strømning i / ved væggen. Dette kan sandsynligvis henføres til mikrovariationer i de hydrauliske egenskaber i væggen og de omgivende jordlag. Ved anvendelsen af jernspåner vil en kvalitetskontrol ved mikroskopering give grundlæggende oplysninger om jernets kvalitet. I forbindelse med dette projekt er der anvendt tyske jernspåner fra Fa. Gothard Meier. Det kunne ved leveringskontrollen konstateres, at kvaliteten af prøver fra samme leverance havde forskellig kvalitet, således at spånerne i den ene prøve fremstod som mere korrosive, når der blev sammenlignet med den anden prøve. Dette forhold skal også tages i betragtning under nedlægning af jernet i væggen. Logistikken skal være planlagt således, at jernet kan nedlægges så hurtigt som overhovedet muligt efter modtagelse. Det kan ikke anbefales at oplagre det tyske jern inden nedlæggelsen. Med hensyn til vurdering af jernets kvalitet i driftsperioden har det ved dette projekt vist sig muligt at udtage intakte kerneprøver af væggen ved hjælp af Geoprobe-teknik. Dette kan vise sig meget nyttigt i forbindelse med fremtidige regenereringsprojekter, fordi det er muligt at målrette en eventuel regenerering mod de dele af væggen, som har behov. Det har samtidig været muligt at filtersætte nye boringer i selve væggen, således at prøvetagningsmulighederne i væggen er blevet væsentligt forbedret. Den udførte mikroskopiundersøgelse af kerneprøverne fra væggen viste generelt ikke tegn på korrosion af jernspåner udtaget i intervallet under grundvandsspejlet. Kerneprøver fra intervaller, som i hele driftsperioden har befundet sig tæt ved eller over grundvandsspejlet (hvor sandsynligheden for tilstedeværelsen af ilt er stor), viste imidlertid tegn på korrosion. Jernvæggens virkning og forventede levealder Generelt ser det ud til, at det er lykkedes at nedbringe koncentrationerne i hot-spot området såvel for Cr(VI) som for TCE. Overordnet vurderes det således, at princippet med den reaktive væg fungerer. Tendenserne er dog ikke helt entydig, hvilket formodentlig skyldes variationer i nedbør og dermed recirkulationsmængderne. Relativt større nedsivning giver større udvaskning. Det kan derfor forventes, at der efter perioder med megen nedbør (og dermed relativ større recirkulation) vil ske en stigning i mængden af specielt Cr(VI) i grundvandet. Resultaterne fra de uorganiske analyser indikerer, at der sker udfældning af kalk og jernkarbonat i væggen. Udfældningen er ikke konstateret på jernspånerne, men sker formodentlig i det vandfyldte porerum imellem disse. Resultaterne indikerer også, at vandtypen opstrøms væggen er varierende, hvilket på sigt kan medføre variationer i væggens effektivitet i længderetningen. Der er konstateret nitrat i boring MV1 (placeret i den sydlige del af væggen), hvilket indikerer, at jernkapaciteten på den sydlige del af væggen er kritisk lav - alternativt, at den hydrauliske opholdstid er for lav. På baggrund af de historiske oplysninger og de foretagne undersøgelser har det - trods den forholdsvis detaljerede tilgang - ikke været muligt at estimere en oprindelig kildestyrke for forureningen. Dette skyldes primært 3 forhold: ·
Der er således ingen udgangssituation at sammenligne med, når væggens effektivitet skal beskrives. Mængdemæssigt kan der imidlertid laves grove overslag ved at anvende gennemsnit for vandets indhold af TCE og Cr(VI) i moniteringsboringerne ved kortslutningsrenderne foran væggen og sammenholde disse med den oppumpede vandmængde, der i perioden var 6.150 m3 vand. Ved en gennemsnitsbetragtning bliver den teoretisk beregnede oprensede mængde af de to stoffer:
Betragtes moniteringsresultaterne fra boringerne ved kortslutningsrenderne, fremgår det, at koncentrationerne ved boring MK1 og MK2 er væsentligt højere end ved MK3 og MK4. Dette indikerer, at belastningen af væggen - som forventet - er større i den sydlige del. Hvis det ud fra en konservativ betragtning antages, at ovennævnte ca. 50-100 kg Cr(VI) fjernes ved passage gennem den sydlige del af væggen, vil der teoretisk blive forbrugt ca. 50-100 tons nul-valent jern, hvilket svarer til måske halvdelen af væggens samlede kapacitet over for Cr(VI). Da den største belastning af væggen sker i den sydlige halvdel, kan det ud fra ovenstående teoretiske betragtning ikke afvises, at der er mulighed for et Cr(VI) gennembrud i den sydlige halvdel på et senere tidspunkt. Reelt er forholdene mere komplicerede; inhomogenitet i den geologiske lagfølge og i væggen betinger formodentligt et strømningsbillede, som over tid giver en anden belastning af væggen. Samtidig er det netop forsøgt at flytte belastningen af væggen fra syd mod den nordlige del ved regulering af nedsivningen. Dette giver naturligvis usikkerheder i forbindelse med overslagsberegninger som i det ovenstående. Den resterende levetid af væggen kan skønsmæssigt sættes til 2 år svarende til den forudgående periode, hvor ca. halvdelen af væggens kapacitet er opbrugt. Hovedkonklusioner Følgende hovedkonklusioner kan uddrages af projektet:
Der kan ske udfældning af kalk og jernkarbonat i væggen. Udfældningen er ikke konstateret på jernspånerne, men sker formodentlig i vandfyldte porerum imellem disse.
Et forsigtigt skøn på behandlingsprisen for chromholdigt vand hos Kommunekemi er af størrelsesorden 2.000-3.000 kr./m3. Hertil skal lægges transportudgifterne. Væggen har således givet en væsentlig besparelse i forhold til mere traditionel vandbehandling. Som udgangspunkt blev der opstillet en række tekniske funktionskrav (succeskriterier) til den reaktive væg. I nedenstående tabel er der foretaget en evaluering af kriterierne i forhold til det oprindelige projekt:
|
