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

Vurdering af udvaskning fra havnesedimenter under forskellige redox-forhold

Sammenfatning og konklusioner

Det indsamlede datamateriale anvendes til vurderinger af eksponeringsrisikoen ved deponeringsanlæg, der principielt svarer til de hidtil kendte spulefelter og ved deponering i.h.t. Deponeringsbekendtgørelsen. Disse vurderinger kan tjene som skabeloner for, hvorledes en risikovurdering for denne type anlæg fremover kan foretages.

Det skal bemærkes, at der ikke i projektet tages stilling til de juridiske forhold, der vedrører mulighederne for fremover at deponere havnesedimenter under forhold, der minder om de eksisterende spulefelter, eller i henhold til Deponeringsbekendtgørelsen. Således stiller bekendtgørelsen, som den foreligger, bl.a. krav om, at der ikke må deponeres flydende affald.

Der er i projektet indsamlet og analyseret prøver fra tre forskellige havnetyper (fiskeri, industri- og lystbådehavn) for metallerne Cd, Pb, Cu, Zn, Ni, Hg og As og de organiske stoffer PAH og TBT plus nedbrydningsprodukter af TBT.

Prøverne er udtaget med kajakrør for at sikre medtagning af fine partikler mest muligt og således sikre et så retvisende billede af sedimentets forureningsgrad som muligt. Samtidigt sikrer dette også, at prøverne holdes anaerobe. Prøvetagningsstederne er udvalgt i samarbejde med den enkelte havn som steder, hvor væsentlig sedimentation kunne forventes at forekomme.

Porevand er presset ud af prøverne ved vakuum-filtrering, og både sediment og porevand er analyseret i anaerob tilstand. En vandmængde svarende til den fjernede er gentilsat, og efter en kraftig gennemiltning, som fik redox-niveauet til at stige fra negative værdier til værdier omkring 150-200 mV, er filtreringsprocessen gentaget under aerobe forhold. Endvidere er der foretaget sædvanlige batch-tests på de udtagne sedimenter.

Analyserne af de indsamlede prøver viste ikke nogen entydig sammenhæng mellem redox-tilstand og udvaskning (fordelingen mellem fast og opløst fase; kaldet K_d-værdien) for de betragtede metaller og organiske stoffer. Derimod varierede udvaskningen fra sedimenterne kraftigt mellem de enkelte havne. Udvaskningen (fordelingen af adsorberet fase og mængden opløst i porevandet) varierer som forventet for de forskellige metaller, hvor As, Ni, Cd og Zn bindes mindst (nævnt med stigende bindingsgrad), mens rækkefølgen for Pb, Cu og Hg afhænger af redox-forholdene.

For Pb stiger bindingen kraftigt med stigende iltningsgrad, mens dette i mindre grad gælder for Ni og As. For sidstnævnte faldt bindingen for sedimentet fra Gilleleje Havn. For Cu øges udvaskeligheden med iltning af sedimentet, mens det for de øvrige metaller tilsyneladende afhænger meget af sedimentets øvrige sammensætning, da der her er en betydelig variation mellem havnene. For PAH’erne og TBT viste der sig ikke nogen entydig sammenhæng mellem bindingsgrad og redox-forhold.

Imellem havnene er der som nævnt betydelige variationer i udvaskningen, målt som fordelingerne mellem fast og opløst fase, idet de estimerede K_d-værdier for Københavns Havn viste sig at stige betydeligt for alle metallerne (på nær Cu) ved overgangen fra den strengt anaerobe test til batch-testen og den aerobe test. For de to øvrige havne var det kun for Pb og Ni, at dette mønster gentog sig og i noget mindre grad end for Københavns Havn. For de organiske parametre er der ikke noget synligt mønster havnene imellem. Dette skyldes muligvis den generelt meget større variation mellem de enkelte prøver, både hvad angår totalindhold og porevands- (eluat-) koncentrationen.

Årsagerne til stigningen i bindingen af visse metaller med stigende iltindhold kan muligvis tilskrives den ændring i sammensætningen af det organiske stof, som vil ske på grund af iltningen. Herved vil det letomsættelige og mere letopløselige organiske stof forsvinde, hvortil nogle af metallerne kan forventes at være bundet. Tilbage bliver mere tungtopløseligt organisk stof, som således medvirker til en øget binding af metallerne. En anden årsag kan være reduktionen i kloridkoncentration, da klorid kan danne vandopløste komplekse forbindelser med metaller og derved øge metallernes generelle opløselighed.

Under anaerobe forhold synes bindingen af metaller sedimentet at stige med sedimentets iltomsætningskapacitet. Efter iltning af sedimenterne er forskellene i metalbindingen betydeligt mindre. Det vil sige, at man ved iltning af sedimenter med en høj iltomsætningskapacitet vil opnå en forholdsmæssigt større stigning i metalfrigivelsen end ved iltning af sedimenter med en lav iltomsætningskapacitet.

Det skal bemærkes, at ovenstående tolkninger er foretaget på et relativt lille talmateriale og derfor skal tages med forbehold.

Generelt kan det siges, at bindingen af forureningskomponenter i sedimenter er kompleks, og at en vurdering af udvaskeligheden af sediment fra en konkret havn må baseres på en specifik undersøgelse.

På baggrund af de udførte undersøgelser er der foretaget en beregning af udvaskningen fra et kystnært deponeringsanlæg, hvor sediment fra de tre havne er deponeret under vandspejlet (reducerede forhold). Disse beregninger har vist, at det primært er for PAH og TBT, at kvalitetskriterierne for udledning til havmiljøet (Bekendtgørelse nr. 921, Miljøministeriet, 1996) ikke kan overholdes. For metallerne (undtagen Cu og Hg) blev kvalitetskriterierne dog også overskredet ved deponering af sedimentet fra Københavns Havn.

Der skal erindres om, at den udvaskede stofmængde vil reduceres betragteligt efter at deponeringsanlægget er fyldt op, fordi den fjernede vandmængde reduceres, mens koncentrationen i vandet vil være stort set uændret. Ser man på den samlede belastning af recipienten, er der således væsentlig forskel på opfyldningsfasen og tiden herefter.

De mængder og koncentrationer, der udvaskes fra kystnære deponeringsanlæg uden membran, vil for de organiske komponenters vedkommende kunne reduceres som følge af tilbageholdelse i dæmningerne og den heraf følgende forøgede mulighed for nedbrydning af komponenterne. En beregning baseret på foreliggende nedbrydningsdata viser, at der må forventes en væsentlig reduktion i koncentrationen af PAH og TBT i det vand, der siver ud efter passage af de afgrænsende dæmninger. Dette skyldes den forholdsvis lange tid, det tager forureningsfronten af PAH og TBT at nå igennem dæmningen. Derfor kan PAH-koncentrationen med de opstillede forudsætninger forventes at overholde kvalitetskriterierne efter gennemsivning med en pæn sikkerhedsmargin, mens TBT-koncentrationen vil ligge lige under kvalitetskriteriet.

For metallerne vil tilbageholdelsen i dæmningerne kunne føre til en væsentlig forsinkelse af udstrømningen fra sådanne deponeringsanlæg (i størrelsesordenen hundreder til tusinder af år).

De modellerede deponeringsanlæg minder principielt om de eksisterende spulefelter, dog antages opfyldningen i beregningen at ske uden tilsætning af vand. Som supplement er foretaget en beregning af udvaskningen fra et spulefelt med tilsætning af vand for indspuling og genbrug af vandet fra det inddæmmede område. På grund af den øgede mængde af vand, der tilsættes ved indspulingen af sedimentet, vil den maksimale koncentration, der opnås i anlægsfasen blive halveret (med de anvendte forudsætninger), hvorimod den udledte stofmængde pr. år efter at opfyldningen er tilendebragt, vil være den samme, uanset hvorledes opfyldningen foretages.

Endelig er der foretaget beregninger af, hvad transporten af partikulært materiale betyder, både i tilfælde af bortledning af overskudsvand fra et deponeringsanlæg/spulefelt og ved traditionel klapning. Disse beregninger viste, at borttransport af partikulært materiale i alle tilfælde giver en voldsom forøgelse af den resulterende koncentration i recipienten.

Alt i alt peger de opnåede resultater på, at deponering under grundvandsspejlet og uden egentlig membran i en række tilfælde må kunne forventes at kunne ske, uden risiko for at kvalitetskriterierne for overfladevand overskrides. Der vil dog kunne forekomme tilfælde, hvor dette ikke er muligt, men hvor en opsamling af det udsivende vand vil være nødvendig. Dette vil dels afhænge af sedimentets forureningsgrad, dels af sedimentets indhold af organisk stof og sammensætningen af det organiske stof. Endelig vil det afhænge af udformningen af depotet (f.eks. kvaliteten af det materiale de afgrænsende dæmninger etableres af) og opfyldningsmetoden, herunder den reduktion i udledningen af partikulært stof, der opnås.

For deponeringsanlæg udført i overensstemmelse med Deponeringsbekendtgørelsen, d.v.s. med deponering over grundvandsspejlet, er foretaget en beregning af udviklingen i iltkoncentrationen i et dybdeprofil gennem det deponerede sediment. Beregningen er foretaget for den havn, hvor sedimentet har den laveste iltomsætningskapacitet (Københavns Havn) bedømt på grundlag af de iltomsætningstests, der er udført for sedimenterne. På baggrund af denne beregning er det estimeret, at ilt(mætnings)-profilet kun vil nå ca. 2 m ned i det deponerede sediment over en periode på 100 år. Dette stemmer overens med andre observationer om, at der sker en meget lille ilttransport ind i meget finkornede materialer.

Det skal bemærkes, at dette er meget afhængigt af vandindholdet i sedimentet, således at et højt vandindhold vil give den største hæmning af diffusionen af ilt ind i sedimentet og dermed udviklingen af iltprofilet.

Der vil således gå meget lang tid, inden der sker en væsentlig iltning af sedimentet i et landbaseret deponeringsanlæg med deponering over vandspejlet, og udvaskeligheden vil således reelt ligne den, der foregår fra et deponeringsanlæg med deponering under vandoverfladen. I et landbaseret deponeringsanlæg vil udvaskningen beregnet som stofmængde ligeledes reduceres efter opfyldning på grund af afdækningen, men her vil der foregå en aktiv fjernelse af vand via perkolat-opsamlingssystemet, således at stoffluxen alt andet lige må forventes at være større, end hvad der gælder for et kystnært deponeringsanlæg. Til gengæld vil stofudledningen i sagens natur kunne opsamles og behandles inden udledning til recipient.

Særskilt ses det af de udførte forsøg, at batchtestene tilsyneladende hverken giver resultater, der minder om de anaerobe eller aerobe porevandskoncentrationer, og at der heller ikke umiddelbart synes at være et entydigt mønster i forholdet mellem resultaterne. Det skal dog bemærkes, at ingen af de anvendte metoder kan siges at være afprøvede og standardiserede for anvendelse på havnesedimenter i en grad, hvor en fortolkning af testmetodens indflydelse på resultaterne kan foretages entydigt.