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

Vurdering af udvaskning fra havnesedimenter under forskellige redox-forhold

6 Eksponering ved deponering på en losseplads

Ved deponering over grundvandsspejlet på en losseplads vil der kunne ske en tilførsel af ilt til sedimentet via infiltrerende regnvand og via tilførsel af atmosfærisk ilt gennem poreluften. Som led i dette projekt blev der, som tidligere beskrevet, gennemført tests til bestemmelse af iltomsætningsraten for havnesedimenterne med det formål at kunne beskrive, hvorledes tilførslen af ilt vil påvirke redox-tilstanden af sedimentet.

6.1 Iltprofil i sediment

Ilttilførslen i form af ilt opløst i infiltrerende regnvand vil, som illustreret i Afsnit 4.4, ikke føre til en betydende iltning af sedimentet inden for en overskuelig årrække.

Teoretisk vil diffusionen af ilt fra poreluften til porevandet ikke være begrænsende for iltomsætningen på grund af det store overfladeareal for sedimenterne.

Den begrænsende faktor vil således være transporten af ilt fra atmosfæren til poreluften. Denne transport kan både ske via advektiv transport udløst af trykforandringer i atmosfæren og via diffusion fra atmosfæren til poreluften. I beregningen af iltprofiler medtages kun ilttransporten til poreluften via diffusion.

I forbindelse med forureningssager har DHI fundet indikationer af, at lerede jordtyper kan forhindre indtrængning af ilt over en tidsperiode på mindst 20 år på grund af deres lave gennemtrængelighed. Der er ikke udført analyse af partikelstørrelsesfordelingerne for sedimenterne i dette projekt, men det kunne rent visuelt konstateres, at der var tale om meget fine partikler. Det kunne ligeledes konstateres, at der ved vakuumfiltreringen af sedimentprøverne kun blev opnået et maksimalt tørstofindhold på ca. 50 %. Under den del af sedimentet, der er udsat for betydelig fordampning, må det derfor påregnes, at der er relativt højt vandindhold og et deraf følgende relativt lille indhold af poreluft. Reduktionen i diffusionskoefficienten for diffusion gennem poreluft sammenlignet med diffusion gennem en fri gasfase kan estimeres ved (Miljøstyrelsen, 1996a):

For et poreluftsindhold på 0,15 og en total porøsitet på 0,4 giver dette en reduktion i den effektive diffusionskoefficient på en faktor 100, mens det for et poreluftsindhold på 0,05 med den samme totalporøsitet giver en reduktion på en faktor 3.400. Ved beregningen af iltprofilet for sedimenterne antages det, at den øverste halve meter af sedimentet vil være udsat for fordampning, og der regnes derfor med et poreluftsindhold på 0,15. For sediment placeret dybere end 0,5 meter regnes med et poreluftsindhold på 0,05.

Da de estimerede omsætningskapaciteter for sedimenter er sammenlignelige, regnes der alene på tallene for sedimentet fra Københavns Havn, som har den laveste estimerede omsætningskapacitet (se Tabel 4.9).

Ved beregning af diffusionstransporten fra atmosfæren og ned i sedimentlaget kombineret med omsætningskapaciteten for det anaerobe sediment fra Københavns Havn kan optegnes iltprofiler for sedimentet (se Figur 6.1). Det skal bemærkes, at beregningerne forudsætter, at der er tale om en jævnt fordelt porøsitet, hvilket under behandlingen af sedimentet viste sig næppe at være opfyldt for et sediment med et lavt vandindhold, da sedimentet efter fordampning i høj grad dannede store aggregater. For sådanne sedimenttyper vil diffusionen yderligere formindskes og være mindre jævnt fordelt.

Figur 6.1
Iltprofil for sediment fra Københavns Havn baseret på den estimerede omsætningskapacit og diffusionstransport af ilt gennem poreluften.

Som det ses af figur 6.1, sker der under de givne forudsætninger kun meget langsomt en nedtrængning af iltfronten gennem sedimentet. Plottet er stærkt fortegnet, da profilerne vil være mere glidende i overgangen, men dette er en konsekvens af brugen af den totale omsætningskapacitet som parameter til beskrivelse af iltomsætningsraten. Det skal endvidere bemærkes, at diffusionen af ilt er sat højt, idet den distance, som diffusionen skal foregå over efter det første år, er sat til 0,5 m, hvilket er højt sammenlignet med nedtrængningsdybden efter 100 år på 2 m. Mere præcise beregninger ville kunne opnås ved en numerisk beregning af diffusionstransporten.

6.2 Udvaskning fra sediment deponeret på losseplads

I projektet vedrørende eksponering fra forskellige deponeringsformer for sediment blev det ved hjælp af geokemiske beregninger vist, hvorledes man kunne forvente en kraftig forøgelse i udvaskningen af metaller ved deponering af havnesediment under oxiderede forhold sammenlignet med deponering under reducerede forhold (Miljøstyrelsen, 2002).

Dataene indsamlet i dette projekt viser, at udvaskningen ved oxiderede forhold ikke (entydigt) stiger, og at den ydermere for Københavns Havn falder betragteligt for alle metaller, undtagen Cu.

Endvidere var et af formålene med den geokemiske modellering at undersøge, hvorledes udvaskningen varierede med redox-forholdene. Dataene viser, at der for de udvalgte havne ikke entydigt er en betydelig stigning i udvaskningen ved tilnærmelsesvist aerobe forhold. Ydermere viser beregningerne af ilttransporten til det deponerede sediment, at der kun vil ske begrænsede ændringer i redox-tilstanden for sediment deponeret over grundvandsspejlet, og at dette vil foregå over lang tid.

Koncentrationen af de betragtede metaller og organiske stoffer i perkolatet fra lossepladsen kan derfor med rimelighed direkte estimeres fra porevandskoncentrationerne fundet ved de anaerobe tests.