Undersøgelse af kulbrintenedbrydning ved naturlige processer

4 Betragtninger i forhold til danske vejledninger

4.1 Scenarium 1 (lavt vidensniveau)
4.2 Scenarium 2 (højt vidensniveau)

I dette afsnit sammenholdes den ovenstående gennemgang og vurdering af naturlig nedbrydning på lokaliteten, med en vurdering i forhold til Miljøstyrelsens vejledning /18/.

I det følgende arbejdes med to scenarier, svarende til to forskellige vidensniveauer. I det første scenarium er viden om forureningsforholdene i det primære grundvandsmagasin stærkt begrænset, mens der i det andet scenarium anvendes data opnået fra undersøgelsen og monitering af naturlig nedbrydning på lokaliteten.

I begge tilfælde udføres alle tre trin i JAGG-modellen. Beregningerne udføres med benzen som modelstof.

4.1 Scenarium 1 (lavt vidensniveau)

Til denne vurdering er benyttet følgende input data:
Forurenings- og geokemiske data fra boring FC2 og D3 (0,5 mg benzen/l i FC2 og 6 mg opløst ilt/liter i D3)
Hydraulisk ledningsevne: 5•10-5 m/s (tabelværdi i JAGG for mellemkornet sand)
Hydraulisk gradient: 4•10-3 m/m (værdi fra regionalt grundvandspotentialekort over det primære grundvandsmagasin)
1. ordens nedbrydningskonstant: 0,01 dag-1 (tabelværdi baseret på viden om redoxforholdene fra boring D3)
Effektiv porøsitet (e): 0,2

Resultatet af beregningen ses i bilag I.

Af grafen ses, at kvalitetskriteriet for benzen er overskredet med ca. en faktor 500 100 meter nedstrøms boring FC2 ved trin II beregningen. Ved trin III beregningen er kvaliteteskriteriet nået ca. 50 m nedstrøms boring FC2. Til sammenligningen er porevandshastigheden beregnet til 31,5 m/år. Det er således klart at grundvandskvalitetskriteriet ikke er overholdt i en afstand af 1 års grundvandstrømningshastighed.

4.2 Scenarium 2 (højt vidensniveau)

Til denne vurdering er benyttet følgende input data:
Forurenings- og geokemiske data fra samtlige boringer. Dog regnes som udgangspunkt i spredningen fra boring FC2.
Hydraulisk ledningsevne (k) = 1,5×10-4 m/s (værdi fremkommet fra den udførte prøvepumpning)
Hydraulisk gradient (i) = 2,3•10-3 m/m (gennemsnit af samtlige udførte pejlerunder)
1. ordens "natural attenuation" konstant (l) = 0,0102 d-1 (baseret på koncentrationsfaldet mellem G2 og G6 (nedre), dvs. under jernreducerende forhold)
Effektiv porøsitet (e): 0,2

Resultatet af beregningen ses ligeledes i bilag I.

Af grafen ses, at kvalitetskriteriet for benzen er overskredet ca. 280 gange 100 meter nedstrøms boring FC2 ved trin II beregningen. Ved trin III beregningen er kvalitetskriteriet overskredet ca. med en faktor 10 ved en afstand på 54,4 m, svarende til den beregnede strømning på 1 år.

Som det fremgår af de udførte beregninger er der en række begrænsninger for sammenligning af de 2 scenarier. I beregningen under lavt vidensniveau er udgangspunktet, at der alene foregår aerob nedbrydning, selv om det vides at der forgår nedbrydning under vekslende redoxforhold. Ved beregningen med højt vidensniveau tages der udgangspunkt i en "natural attenuation" konstant, der er produktet af effekterne af fortynding og nedbrydning. På denne vis medtages effekten af fortynding 2 gange hvilket overestimerer reduktionen af kulbrinter. Omvendt er den anvendte "natural attenuation" konstant udledt på baggrund af observationer i den jernreducerende del af fanen, vel vidende at den "overordnede" nedbrydningskonstant for forureningsfanen er summen af effekten af nedbrydningskonstanterne i de forskellige redoxzoner. Dette medfører et underestimat af reduktionen af kulbrinter, da nedbrydningen erfaringsmæssigt er lavest under jernreducerende forhold i forhold til nitratreducerende og aerobe forhold.

Den aktuelle forureningsudbredelse er imidlertid i ret god overensstemmelse med JAGG-beregningen baseret på et lavt vidensniveau.

JAGG-beregningen vurderes at være et nyttigt instrument til at lave en indledende vurdering af den mulige fortynding og nedbrydning af en given forureningsfane. Det er tydeligt at grundlaget for beregningen er spinkelt i forhold til kompleksiteten af de forhold der er styrende for forureningsfanens udbredelse. Dette er tydeligt når det forsøges at anvende JAGG-beregningen med et højt vidensniveau, hvor der er kendskab til en stor variation i flere betydende parametre og hvor nedbrydningen foregår under forskellige redoxforhold. For at kunne simulere denne spredning af forureningskomponenter kræves en mere kompleks 2- eller 3-dimensionel stoftransport model.

Generelt ses, at der ved detailkendskab til årstidsvariationerne observeres en varierende forureningsudbredelse mellem 30 og 40 meter (baseret på detektionsgrænsen for benzen på 0,2 µg/l). Reelt vurderes kvalitetskriteriet på 1 µg/l at være overholdt i en lidt mindre afstand. Kvalitetskriteriet har således været overhold i en afstand af et års grundvandsstrømningshastighed (ca. 54 meter) i hele den del af moniteringsperioden, hvor den endelige forureningsudbredelse vurderes at være kendt (de sidste 5 moniteringsrunder).