Miljøprojekt, 883; Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening – GEOPROC - edb program til vurdering af geokemiske processer

GEOPROC - edb program til vurdering af geokemiske processer

1 Indledning

1.1 Hvorfor skal du bruge tid på GEOPROC

Under de rette forudsætninger og data kan du vha. GEOPROC:

Vurdere om grundvandsforurening formindskes pga. fortynding eller nedbrydning.
Vurdere betydning af nedbrydning i den umættede zone.
Udføre kvalitetskontrol på analysedata.
Undersøge om hypoteser om særlige biogeokemiske processer (f.eks. sulfatreduktion) holder vand.
Bestemme lokalitetsspecifikke nedbrydningskonstanter f.eks. til brug for JAGG trin III.

Til alle potentielle brugere er anbefalingen at skimme manualen igennem fra start til slut – for personer med rigelige forudsætninger skal der nok være afsnit man kan løbe let henover. Afsnit 4 indeholder dokumentation som næppe er afgørende i den indledende fase når man skal gøre sig bekendt med programmets funktion og anvendelse.

For brugere som har et mere diffust kendskab til geokemi kan manualen formentlig virke svært læst. Denne manual er ikke tænkt som en almen indførsel i geokemi, men er mere et forsøg på at beskrive de forhold som erfaringsmæssigt er af betydning for vurdering af biogeokemiske processer. Derfor kan der være behov for at supplere denne korte gennemgang med anden litteratur og diskussion med andre potentielle brugere.

Selv om GEOPROC kan opfattes som et geokemisk ekspertsystem, er det nødvendigt at huske alle de forbehold man er nødt til at tage overfor simplificerende modelbeskrivelser af den komplicerede virkelighed.

1.2 Baggrund

Jord- og grundvandsforureninger forekommer ofte i højtliggende grundvands.magasiner med kompliceret geologi, dårligt beskrevne hydrauliske forhold og typiske sæsonmæssige variationer i nedsivning og vandspejlsniveau. Når det gælder offentlige oprydninger, er beslutningen om hvilke ressourcer der skal indsættes for at afværge forureningen baseret på en vurdering af risikoen. Ved undersøgelse og oprydning på forurenede lokaliteter er det derfor nødvendigt at udføre en vurdering af hydrogeologiske og geokemiske forhold. Kvantificering af transportmekanismer, fortyndingseffekter, nedbrydning, sorption osv. har stor betydning for risikovurderingen i en undersøgelsesfase.

Biologisk omdannelse og reaktioner mellem sediment, poreluft og grundvand vil ofte føre til signifikante ændringer i grundvandskemien i en forureningsfane udover den åbenbare ændring i indholdet af forureningskomponenter. Man kan sige at forureningen efterlader et geokemisk fingeraftryk – også hvis den skulle være forsvundet.

En simpel analyse af dette fingeraftryk kan være en kvalitativ sammenligning og beskrivelse af grundvandskemiske parametre der anvendes til at sandsynliggøre eller afvise at en given forurenet lokalitet udgør en risiko. Som et eksempel på en sådan metode kan nævnes redoxkonceptet, hvor der holdes regnskab med antallet af forbrugte og producerede elektron.acceptorer/-donorer /7/

Anvendelsen af sådanne kvalitative metoder er imidlertid stærkt afhængige af mulighederne for at få retvisende prøvetagningsdata. Erfaring og indsigt er nødvendig når man forsøger at fastlægge placeringen af prøve.tagnings.punkter i et optimalt tredimensionelt mønster. Men i mange tilfælde er det også den heldige hånd, der bestemmer om man opnår en troværdig afgrænsning af forureningskilde og forureningsfane. Naturlige grundvands.systemers dynamiske opførsel kan få forurening til at passere uden om prøvetagnings.punkter, forårsage tilsyneladende tidsmæssige variationer og føre til forkerte antagelser om hastigheden af naturlige nedbrydnings processer.

Normalt håndteres dette ”fortyndingsproblem” med hydrogeologiske metoder baseret på fåtallige informationer og mange antagelser. Nogen gange er man så ”heldig” at forureningskilden indeholder et konservativt stof (som f.eks. klorid i mange ukontrollerede lossepladser), der muliggør væsentlig mere troværdige vurderinger. Men i de fleste tilfælde vil sådanne simple ”kemiske” korrektioner baseret på tungt nedbrydelige organiske forbindelser som f.eks. trimethyl.benzener være vanskelige.

I sådanne tilfælde kan detaljerede geokemiske beregninger med numeriske algoritmer (f.eks. PRHREEQC) give en uafhængig vurdering af fortyndingen. Imidlertid er det normalt kun eksperter i geokemi der udnytter denne mulighed, fordi beregningerne har en tendens til at blive temmelig komplicerede.

Der er således et behov for et PC baseret program, der kan anvendes af personer med en rimelig erfaring indenfor grundvandskemiske problemstillinger. Programmet skal kunne anvendes til en mere avanceret numerisk analyse af de geokemiske problemstillinger der ofte opstår i forbindelse med jord- og grundvands.forureninger. GEOPROC er udviklet som et respons på dette behov – også fordi det har vist sig at ukritisk brug af de simple og kvalitative metoder giver en væsentlig risiko for fejlfortolkninger.

1.3 Formål

Formålet med udviklingen af ”GEOPROC” har været at skabe et simpelt og brugervenligt værktøj der kan anvendes til :

Kvalitetskontrol af kemidata på grundvandsprøver
Kvantificering af geokemiske processer ved sammenligning af kemidata på grundvandsprøver.
Effektiv interaktiv analyse af geokemiske fingeraftryk som en integreret del af databehandling og vurdering i forureningssager.
Sikring af en ensartet kvalitet og gennemskuelighed af risikovurderinger i sammenhæng med programmet JAGG. Hvis GEOPROC sandsynliggør at der foregår naturlig nedbrydning kan den bestemte nedbrydningskonstant k1 anvendes i JAGG III, som lokalitetsspecifik konstant.