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

Forsøg med Bio-Gel/Bio-Vand rensning af olieforurenet jord

4 Resultater

I forbindelse med planlægningen af prøvetagningstidspunkter er det valgt at anvende poreluftmålingerne som indikator for, hvornår det er relevant at gennemføre prøvetagning i jord og porevand. Poreluftmålingerne udmærker sig ved at være relativt enkle og hurtige at udføre, og måleresultaterne foreligger umiddelbart efter målingerne. Prøvetagning af grundvand fra G1 er udført med lidt længere intervaller end de øvrige prøver, da det er skønnet, at nedsivningstiden for forurenet porevand til sandlaget er et par måneder. Der må derfor påregnes en forsinkelse af eventuelle ændringer i grundvandets sammensætning.

Da prøvetagningsmetoden og analysemetoden for de jordprøver, som er udtaget af tPN i forbindelse med deres monitering på det forurenede område, er identisk med metoderne valgt i Teknologiprojektet er det valgt at præsentere tPN’s resultater sammen med dataene fra Teknologiprojektet.

På figur 4.1 er vist en tidsakse, hvorpå tidspunkterne for prøvetagningerne er vist sammen med driften af in-situ anlægget. Tidsaksen viser, at udførelse af de styrede underboringer blev påbegyndt, inden den første moniteringsrunde blev udført. De første styrede underboringer blev imidlertid udført i den nordlige del af det forurenede område. Startmålinger i både jord, poreluft, porevand og grundvand i den centrale del af det forurenede område er udført, inden de styrede underboringer i samme område. Startmålingerne kan derfor regnes at være upåvirkede af tilførslen af Bio-gelen, og repræsenterer derfor den naturlige tilstand i det forurenede område.

4.1 Poreluftmålinger

Resultaterne af poreluftmålingerne er vist grafisk i figur 4.2, hvor udviklingen i iltindholdet, kuldioxidindholdet og methanindholdet i poreluften er vist. Enheden er % v/v. De tilgrundliggende data er gengivet i bilag B. I atmosfærisk luft er indholdet af ilt omkring 21% og koncentrationen af kuldioxid i den tempererede geografiske zone mellem 0,027% og 0,036%, ved Avedørelejren/Filmbyen blev målt 0,028% . Methanindholdet i atmosfærisk luft er generelt lavt, svarende til 0,00022%, men kan lokalt variere en del netop grundet lokal methanogen aktivitet.

4.1.1 Startkoncentrationer

De første poreluftmålinger inden tilførsel af Bio-Gel viser generelt, at iltindholdet midt i den forurenede horisont ligger markant under iltindholdet i atmosfærisk luft og kuldioxidindholdet de fleste steder ligger markant over baggrundsniveauet. Det tyder på, at der fra begyndelsen var en biologisk nedbrydning af olien i gang. Målingerne tyder på, at den biologiske aktivitet var størst ved kilden i M1, hvor iltforbruget tydeligvis var størst, og kuldioxidproduktionen også var størst.

At den aerobe biologiske aktivitet var størst tæt ved kilden skyldes formentlig, at forureningen her ligger mest terrænnært og at diffusionsvejen for ilt derfor er kortest.

Figur 4.2:
Resultater af poreluftmålinger ved M1-M4. Alle værdier i volumen %. 

Boreprofilerne i undersøgelsen /1/ viser desuden, at oliespildet i muldlaget er fuldstændigt nedbrudt, og det kan derfor antages, at der er sket en betydelig opformering af naturligt forekommende olienedbrydende bakterier i dette jordlag. Denne population af bakterier kan med nedsivende regnvand være blevet transporteret ned i den forurenede moræneler ved M1 og være årsag til CO₂-dannelsen.

Der blev endvidere målt et vist methanindhold i alle målepunkter, hvilket kunne tyde på, at der også sker en anaerob, methanogen nedbrydning af kulbrinter i jorden allerede inden in-situ oprensningen blev påbegyndt. Det ses, at de højeste koncentrationer af methan generelt findes i M3 og M4, hvilket også kunne forventes, da både forurening og sonder ligger dybere end M1 og M2.

4.1.2 Udvikling i poreluftmålinger

Betragtes udviklingen i måleresultaterne fra poreluftsonderne på figur 4.2 ses følgende tendenser:

• ingen generel udvikling i iltindholdet, dog stigende tendens for M1 men faldende for M4
• ingen væsentlige ændringer i methankoncentrationerne i M1 og M2, men stigende tendenser for de to dybeste sonder M3 og især M4
• efter at tilførsel af Bio-vand påbegyndes i januar 2002 ses en klar faldende koncentration af kuldioxid i alle fire poreluftsonder

Det var forventet, at tilførsel af iltningsmiddel, bakterier og næringsstof med Bio-Vandet ville medføre stigende kuldioxidkoncentrationer pga. øget aktivitet af de tilsatte aerobe bakterier. Dette var ikke tilfældet.

Poreluftmålingerne giver ikke noget entydigt resultat. Iltmålingerne ligger højere end forventet, og ændrer sig ikke i løbet af perioden. Nogle af iltmålingerne og samtlige CO₂ målinger tyder på en kraftig hæmning af den aerobe omsætning efter tilførsel af Bio vandet. Der er en vis stigning i methanproduktionen i M3 og M4, hvilket kunne tyde på en stimulering af den anarobe aktivitet. Dette harmonerer dårligt med de målte iltkoncentrationer, omend der kan forekomme redox mikronicher i jorden. Derfor må faldet i CO₂ koncentration skyldes andre faktorer end skift i redoxforhold, medmindre de målte iltkoncentrationer er forkerte.

4.2 Kemiske analyser af porevand og grundvand

Variationerne i indholdet af kulbrinter i porevandet og i grundvandsboringen G1 er vist på figur 4.3 på næste side. De tilgrundliggende analysedata er gengivet i bilag C.

Det ses af graferne i figur 4.3, at oliekoncentrationerne i porevandet i M1 og M2 er af samme størrelsesorden, mens oliekoncentrationen i sugecellen ved M4 er noget lavere. Dette skyldes, at jordforureningen er svagere ved M4 end ved de to andre moniteringsstationer. Oliekoncentrationen i det sekundære grundvand midt i det forurenede område er som forventeligt også lavere end gennemsnittet af porevandskoncentrationerne. Dette skyldes større fortynding med rent porevand fra de omgivende områder.

De tre målerunder på porevandet og det sekundære grundvand viser i de fleste målepunkter en stigende tendens i den første del af oprensningsperioden, hvorefter der sker et fald. I den lettere forurenede område ved M4 sker der imidlertid et jævnt fald.

Figur 4.3:
Totalkulbrinteindholdet i vandprøver (porevand: M1, M2 og M4, Grundvand: G1).

En sandsynlig forklaring på dette forløb kan være, at der i den første del af oprensningsperioden sker en mobilisering og udvaskning af jordforurening til porevandet og herefter sker der primært en fortynding af porevandsforureningen. I bilag D er gengivet en risikovurdering for det primære grundvand, hvor det teoretisk er beregnet, hvilken oliekoncentration der vil komme i det primære grundvand som følge af udvaskningen. Risikovurderingen er gennemført med Miljøstyrelsens JAGG-model /6/, og beregningen viser, at den resulterende koncentration i det primære grundvand vil blive omkring 370µg/l. Dette resultat overestimerer de faktisk målte koncentrationer med en faktor ca. 2 som vist i figur 4.3. Det er sandsynligt, at årsagen er de konservative antagelser i beregningerne.

4.3 Jordprøver

4.3.1 Kemiske analyser

De foreliggende kemiske analyser af jordprøver fremgår af bilag E, hvoraf det ses, at langt den overvejende del af kulbrinterne ligger i intervallet C₁₀-C₂₅, medens en lille del af forureningen består af lettere kulbrinter. Dette er typisk for let fyringsolie, og sammensætningen af jordforureningen varierer kun marginalt mellem de forskellige prøver. Det er derfor valgt alene at vise koncentrationerne af total kulbrinter i jordprøver i figur 4.4.

For at illustrere den tidsmæssige variation i jordforureningen er på figuren vist de gennemsnitlige koncentrationer af kulbrinter i flere jordprøver fordelt på området. Prøverne er ikke nødvendigvis udtaget i samme dele af det forurenede område, men på figuren er angivet, hvilke jordprøver, som indgår i de enkelte gennemsnitstal.

Det ses af figuren, at der tilsyneladende ved M1-M4 er sket et markant fald i forureningskoncentrationen fra november 2001 til januar 2002. Dette er dog ikke udtryk for et reel tendens, da faldet i gennemsnitskoncentrationen i alt væsentligt skyldes et væsentligt fald i koncentrationen ved M3 fra 3700 til 91 mg/kg TS. Denne forskel må tilskrives en betydelig geologisk eller forureningsmæssig inhomogenitet, da resultaterne er fremkommet på jordprøver udtaget i samme dybde men med ½-1 meters afstand.

Figur 4.4:
Analyseresultater af jordprøver. Alle værdier angiver totalindholdet af kulbrinter målt i mg/kg tørstof.

I øvrigt viser figuren, at på baggrund af de gennemsnitlige forureningskoncentrationer i størstedelen af oprensningsperioden er der ingen tegn på, at koncentrationerne falder. Målet med oprensning af forureningen til 100 mg/kg TS nås således ikke i observationsperioden.

4.3.2 Målinger af biologisk aktivitet

For at vurdere, om der kan ses en forøget vækst af bakterier i jorden som følge af tilsætningen af Bio-Vand, er der foretaget dyrkning af opslemmede jordprøver på Noble Agar plader. Antallet af kolonier pr. gram tør jord, som i løbet af 7 dage vokser op ved 21^oC, er defineret som kimtallet. Denne kimtalsbestemmelse giver alene et udtryk for størrelsen af den mikrobielle flora, men siger intet om arten af bakterierne.

En nærmere beskrivelse af bakteriedyrkningen og resultaterne findes i bilag F. Som det fremgår af figur 4.5, er kimtallet bestemt ved M1, M2 og M3 i den mest forurenede horisont før starten af oprensningen i november 2001 og efter tilførsel af Bio-Vand med de styrede underboringer. Der ses ingen tegn på, at den mikrobielle aktivitet på baggrund af kim-tal analyser skulle være stimuleret ved tilførslen af Bio-Vandet.
En anden måde at vurdere den mikrobielle aktivitet på er at udføre mineraliseringsforsøg på jordprøver. Ved mineraliseringsforsøgene er det målt, hvor hurtigt de tilstedeværende bakterier i jorden nedbryder C14-mærket hexadecan til C14-mærket kuldioxid. Hexadecan anses for at være relativt typisk for de kulbrintekæder, som findes i let fyringsolie.
Mineraliseringsforsøgene er udført ved 10^oC, nogenlunde svarende til jordens temperatur i det forurenede område, og de øvrige detaljer vedrørende forsøgene fremgår af bilag F, hvori resultaterne også er vist.

Figur 4.6:
Resultater af mineraliseringsforsøg.

På figur 4.6 er resultaterne af mineralingsforsøgene vist grafisk. Der er udført dobbeltbestemmelser af omsætningen, og gennemsnittet af de to bestemmelser er vist på figuren. Det ses, at der inden påbegyndelse af in-situ oprensningen ikke kunne påvises nogen mineralisering i jordprøver fra den mest forurenede horisont i M1, M2 eller M3. Efter injektionen af de 35 m³ Bio-gel under udførelse af de styrede underboringer kan der i januar 2002 måles en vis nedbrydning af de tilsatte kulbrinter. Nedbrydningen er målt efter 14 dage, og det ses at den højeste omsætning er fundet ved M3, hvor ca.0,5% af den i laboratoriet tilsatte mængde kulbrinter er omsat efter 14 dages forløb.

Hvis denne omsætningshastighed kunne forventes at være konstant, ville en fuldstændig mineralisering af de tilsatte kulbrinter således vare 7-8 år. Det vil være mere realistisk at forvente, at nedbrydningshastigheden falder med tiden, og ovennævnte skøn må således anses for meget optimistisk.

4.4 Slutkontrol

Da det i løbet af foråret 2002 stod klart, at det ville blive meget vanskeligt at opnå en tilfredsstillende rensning af det forurenede område med Bio-Gelen indenfor den aftalte tidsramme, besluttede styregruppen for projektet at gennemføre en intensiv kontrolrunde på en udvalgt lokalitet. Det blev besluttet at gennemføre en frigravning af to af de nedgravede injektionsrør ved M1 og foretage en fysisk inspektion af jordlagene omkring rørene. Denne gravning er benævnt gravning A.

Der blev desuden udtaget jordprøver i forskellig afstand fra rørene til kemiske og biologiske analyser. Som reference blev herudover udtaget jordprøver til tilsvarende analyser fra en gravning udenfor det forurenede og behandlede område. Denne gravning er benævnt gravning B.

4.4.1 Kemiske analyser

Resultaterne af denne slutkontrol fremgår af bilag E, og i figur 4.7 er fotos fra prøvegravningerne vist. Der er udtaget 5 stk. jordprøver til kemisk analyse fra udgravning A. Jordprøverne er benævnt A1-A5, og er alle udtaget i 2,3 meters dybde, svarende til undersiden af de to blå injektionsrør, som på dette sted lå med 1,6 meters indbyrdes afstand. Prøverne er udtaget i forskellig afstand fra rørene som vist i figur 4.8, hvoraf det fremgår, at prøverne A1 og A5 er udtaget i jorden umiddelbart op ad injektionsrørene. Ved frigravningen kunne det konstateres, at jorden i et lag på ca. 2 cm umiddelbart omkring rørene var helt vandmættet. Bortset fra, at morænerelen umiddelbart omkring rørene var vandmættet, kunne ikke erkendes forskel i hverken farve eller lugt mellem den omkringliggende jord og jorden ved rørene. Begge steder var jorden blåfarvet og med kraftig lugt af fyringsolie.

Indholdet af total kulbrinter i jordprøverne fremgår også af figur 4.8, og er opsummeret i bilag E. Det ses overraskende heraf, at de højeste oliekoncentrationer findes i jordprøverne, udtaget umiddelbart ved injektionsrørene, mens jordforureningen midt imellem de to rør ligger på 500-900 mg/kg TS, svarende til niveauet for de tidligere kemiske analyser af jordprøver fra M1.

Det var selvsagt forventet, at tilsætningen af Bio-Gel og Bio-Vand via injektionsrørene ville have medført en stimulering af olienedbrydningen i hvert fald tæt ved rørene, men dette er tydeligvis ikke tilfældet. I stedet har opblødningen af leren omkring rørene formentlig medført en vandret transport af olieforurening fra de mere forurenede områder under Rodney-hallerne og ud langs injektionsrørene. Under Rodney-hallerne er ved undersøgelserne /1/ fundet forureningsniveauer på mellem 1000 og 1800 mg/kg, og dette niveau svarer til koncentrationerne i A1 og A5.

I bilag G er gengivet resultaterne af en permeationsundersøgelse, udført på 4 intakte jordprøver udtaget i gravefronten i gravning A. Prøverne er udtaget i 2 meters dybde i de huller, som kan ses i gravefronten på fotografierne i figur 4.7, og prøvetagningen er sket ved indpresning af et ø40 mm messingrør med en længde på 100 mm. Disse jordprøver er eksponeret for tritieret vand (HTO) fra den ene ende og tidsmæssigt indenfor en forudvalgt periode , og temperaturmæssigt ved en temperatur på 10^oC. Herefter er jordprøverne frosset og skåret i mm tynde skiver. Ved at måle koncentrationen af HTO i de udskårne skiver har jordprøvernes permeationsegenskaber kunnet bestemmes. Et tilsvarende forsøg er gennemført med en jordprøve fra gravning B.

Figur 4.7: Fotos taget i forbindelse med prøvegravningerne 4. juli 2002. Billede 1 til 3 er taget i udgravning A, indenfor det forurenede område. Billede 4 (næste side) er taget i udgravning B nord for det forurenede område. 

Figur 4.8:
Indhold af totalkulbrinter i jordprøver udtaget i forskellige afstande fra injektionsrør.  

Resultaterne omregnes til diffussionskoefficienter ved jordtemperaturen og anvendes til en prognosticering (jvf. Fich lov) af indtrængningsdybden versus tid. Dette viser, at permeationen af vand med eventuelt indhold af bakterier, næringssalte og iltningsmiddel maksimalt trænger 70-80 mm ind i lerjorden på 90 dage. I en uforurenet jordprøve fra gravning B er indtrængningsdybden bestemt og beregnet til ca. 100 mm i løbet af en 90 dages periode. Indtrængningsforsøg prognosticeret over en 180 dages periode indikerer en indtrængningsdybde på 110-120 mm i det forurenede område. (Der er kalkuleret med at Bio-gelens/Bio-vandets koncentration i den indtrængende ”front” forekommer med 50% I forhold til det i forvejen eksisterende vand (porevand).

4.4.2 Biologiske undersøgelser

I bilag F er gengivet en række resultater af bakteriedyrkningsforsøg på 2 jordprøver fra gravning A og 1 jordprøve fra gravning B. Der er ligeledes gennemført dyrkningsforsøg på ren Bio-Gel, udleveret af tPN. TPN har oplyst analyselaboratoriet om arten af de bakterier, som er tilsat Bio-Gelen og Bio-Vandet, men deres identitet er fortrolig. Bakterierne er isoleret fra forurenet jord og forekommer naturligt i jord. Det har været formålet med forsøgene at undersøge, om det er muligt at genfinde bakteriestammerne fra Bio-Gelen i jordprøver fra det behandlede område. Der er derfor gennemført dyrkningsforsøg på tre forskellige dyrkningsmedier: Gould S1, Kings B og PCA. Ved dyrkning på Gould S1 skulle en af bakterierne fra Bio-Gelen vokse godt, mens væksten af de fleste andre bakterier skulle hæmmes.

Ved dyrkningsforsøgene kunne ikke påvises vækst af den pågældende stamme i nogen af de to jordprøver fra gravning A i det behandlede område. Ved dyrkning af Bio-Gel prøve fra 12. juli kunne heller ikke påvises vækst af den pågældende bakterietype, men vækst af andre bakterier (ved dyrkning på Kings B og PCA).

Der kunne kun påvises vækst af den pågældende bakteriestamme, som Bio-Gelen angiveligt skulle indeholde, i en blandeprøve af to jordprøver fra ca. 2 meters dybde i gravning B ca. 20 m nord for det behandlede område. Den pågældende bakteriestamme vides at forekomme naturligt i dansk jord.

Det er efterfølgende undersøgt, om de bakterier fra Bio-Gelen, som kunne vokse på PCA, er identiske med de bakterier, som blev fundet i jordprøverne fra gravning A. Dette er gjort ved at undersøge bakteriernes evne til at nedbryde 95 forskellige stoffer i Biolog GN Microplates. Bakterier, som kan nedbryde de samme stoffer betragtes som ens.

Resultaterne af disse undersøgelser viser, at der er stor forskel mellem bakterierne i Bio-Gelen og bakterierne i jordprøverne fra gravning A. Konklusionen af denne undersøgelse er, at det ikke kunne eftervises, at der skulle være sket spredning af bakterier fra Bio Gelen til de udtagne jordprøver i gravning A.

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