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

Diffus jordforurening og industri

2 Undersøgelsesstrategi og metode for nedfaldsmodel

I det følgende beskrives undersøgelsesstrategien for diffus jordforurening fra industri (nedfaldsmodel) omkring et tidligere valseværk på Amager

2.1 Systematiske trin ved opbygning af strategien

Undersøgelsesstrategien omfatter følgende trin, jf. /3/:

• Udarbejdelse af den historiske redegørelse, dvs. inddragelse af eksisterende viden om området.
• Opstilling af en eller flere forureningsmodeller for diffus jordforurening i området.
• Geografisk afgrænsning af det areal, der skal undersøges.
• Opstilling af hypoteser.
• Valg af passende analyseparametre og måleteknikker.
• Design af forsøgsplan, herunder hvilke data, der er nødvendige for at kunne acceptere eller afvise de definerede hypoteser.
• Opstilling af prøvetagnings- og analyseplan.

Undersøgelsesstrategien er illustreret i figur 2.1.

2.2 Historisk redegørelse

NKT’s tidligere valseværket på Amager har været i drift fra 1908 – 1979 og beliggenhed er vist på figur 2.2.

Der er indsamlet oplysninger om potentielle forurenende aktiviteter i testarealet, herunder både punktkilder og diffuse kilder. Oplysninger om punktkilder, tidligere industrigrunde og områder med fyld- og lossepladser er indhentet fra Købehavns kommunes Miljøkontrol /4, 5, 6, 7/. På testarealet findes flere arealer med tidligere eller nuværende industri, blandt andet langs Amager Strandvejen, dvs. nord, nordøst og øst for NKT /4/. Ligeledes fandtes før i tiden flere opfyldte arealer/lossepladser på testarealet /6/. Disse er indtegnet på figur 2.2 og 2.3.

Boligområdet vest for NKT (Engvej, Øresundvej, Backersvej, Italiensvej)

og syd for NKT (Italiensvej, Kastrupvej) er etableret hovedsagelig i 1920-40’erne. Typiske findes huse af mursten med tegltag. I 2000 har Københavns Miljøkontrollen udført en undersøgelse af diffus jordforurening i boligområdet /17/. Boligbebyggelsen nordvest for NKT (Sundparken) er etableret i 1940.

Amagerbanen har været i drift som godsbane fra 1907 til 1974. I perioden 1907 til 1948 blev banen tillige anvendt til personbefordring. I driftsperiodens start anvendtes damplokomotiver som i 1920'erne blev erstattet af diesellokomotiver /8/. Amagerbanens tracé er vist på figur 2.3.

Klik her for at se Figur 2.1

Figur 2.1 Systematiske trin i undersøgelsesstrategien
Systematic steps for the investigation strategy

I 2002 er der påbegyndt anlægsarbejde som forberedelse for den kommende Metro. I denne forbindelse er der gennemførte en række undersøgelser til karakterisering af overflade jord som skal afgraves og håndteres /9/.

En mere detaljeret redegørelse for den historiske redegørelse og en OML – beregning af spredning af emissioner fra NKT-grunden er angivet i bilag A.

Figur 2.2 Oversigtskort over den fysiske placering af testarealet i København
Overview showing the location of the test area in Copenhagen

2.3 Forureningsmodeller

Den diffuse jordforurening omkring NKT-grunden forventes at kunne beskrives med

• en nedfaldsmodel, dvs. nedfald fra de tidligere skorstene på NKT-grunden

eller

• evt. en bidragsmodel, dvs. de små tilfældige bidrag under anvendelse til boligformål i over 70 år.

Nedfaldsmodel

Det antages, at forureningsparametrene er kobber, andre tungmetaller, aluminium, PAH, phthalater, PCB og dioxiner. Det antages, at forureningsbelastningen i de terrænnære jordlag aftager med afstanden fra forureningskilden, og at det forureningspåvirkede areal strækker sig mindst 500 m i alle retninger fra forureningskilden. Det antages, at området umiddelbart østnordøst for NKT-grunden nedstrøms for dem fremherskende vindretning, jf. bilag A, er mere belastet end andre områder. Det antages, at jordforureningen aftager i dybden.

Bidragsmodel

Det antages, at jorden er belastet fra mange små bidrag gennem årene, og at forureningsniveauerne her er større end for ubenyttede arealer udenfor byerne. Det antages, at forureningsparametrene er tungmetaller, PAH, dioxiner, PCB og olie. Det antages endvidere, at forureningen udgør en varierende og tilfældig belastning i topjorden og at forurening aftager med dybden.

Området kan desuden være påvirkede af belastningen fra trafikken (liniemodellen) på de større veje.

Således antages det, at jorden omkring NKT er mere forurenet end baggrundsniveauet i landområder.

Baggrundsniveauer

Litteraturværdier for baggrundsniveauer i landområder er angivet i tabel 2.1, 2.2 og 2.3.

Tabel 2.1 Medianværdier for tungmetalkoncentrationer i danske landområder /10, 11/ (mg/kg TS).
Median values for heavy metals in Danish rural soils (mg/kg dw)

Tabel 2.2 Skønnede referenceniveauer for PAH i jord /1/ (mg/kg TS).
Estimated reference levels for PAH (mg/kg dw).

* ITE (NATO/CCMS) betyder internationale toksicitetsækvivalenter som defineret af NATO/CCMS.

Tabel 2.3 Skønnede referenceniveauer for organiske stoffer i jord.
Estimated reference levels for organic pollutants in soils

2.4 Afgrænsning af testarealet

Testarealet er på basis af den tidligere undersøgelse /17/ og den historiske redegørelse, jf. bilag A afgrænset af Holmsbladsgade, Kastrupvej, Cypernsvej, Samosvej, Kirsten Kimers vej og Amager Strandvej. Testarealet udgør i alt ca. 2,4 km², jf. figur 2.3.

På testarealet findes områder med tidligere industri og opfyldte arealer/lossepladser og der kan have været baggårdsindustri på en del af grunde.

Figur 2.3 Oversigtskort over beliggenhed af industrier og tidligere lossepladser på testarealet
Overview showing the location of industries and dumpsites within the test area

2.5 Opstilling af hypoteser

Der er opstillet følgende hypoteser om relationer mellem den diffuse jordforurening og forureningskilden.

Hypoteser om undersøgelsesstrategier:

1. Undersøgelsesstrategien (en statistisk sammenligning af prøvetagningsfelter og en visualisering af forureningsniveauerne over arealet) er en effektiv metode til at sikre et datagrundlag for kortlægning på Vidensniveau 2, dvs. en statistisk dokumentation for, at jordkvalitetskriterier i topjord fra delområder er overskredet.
2. Anvendelsen af en feltteknik (røntgenfluorescens, EDXRF) forbedrer datagrundlaget for kortlægning på Vidensniveau 2.
3. Dataindsamling baseret på den anvendte prøvetagningsplan (antal af prøvepunkter/km²) giver et tilstrækkeligt grundlag for kortlægning på vidensniveau 2.
4. Dataindsamling baseret på den anvendte prøvetagningsplan (antal af prøvepunkter/km²) giver et tilstrækkeligt grundlag for indsats ved overskridelser af afskæringskriterierne.
5. Dataindsamling baseret på den anvendte analyseplan (parametervalg og analysemetode) giver et tilstrækkeligt grundlag for kortlægning på Vidensniveau 2.

Hypoteser om forureningsmodellen:

6. Diffus jordforurening kan beskrives ved en nedfaldsmodel, idet der er en sammenhæng mellem afstanden fra forureningskilden og indholdet af forureningskomponenterne i topjorden (2-10 cm). Indholdet aftager med afstanden til kilden, indtil en given afstand. Herefter vil forureningsbelastningen ikke tiltage.
7. Diffus jordforurening kan beskrives ved en nedfaldsmodel, idet indholdet af forureningskomponenter i jordlag 0-5 cm (inkl. græstørv) i uberørt jord (jord, hvor der ikke graves f.eks. græsarealer, ikke-dyrket jord) er højere end i det dybereliggende jordlag 2-10 cm.
8. Diffus jordforurening kan beskrives ved en nedfaldsmodel, idet indholdet af forureningskomponenter i jordlag 0-5 cm (inkl. græstørv) i jord, hvor der graves eller plantes, er på samme niveau som i det dybereliggende jordlag 2-10 cm.
9. Diffus jordforurening kan beskrives ved en bidragsmodel, idet der i kulturlag i byområder er et statistisk højere indhold af forureningskomponenter i forhold til referenceværdier for jord fra landområder.
10. Diffus jordforurening kan beskrives ved en bidragsmodel, idet der er et varierende og tilfældigt indhold af forureningskomponenter i kulturlag over hele arealet, dvs. der er ingen tendens til højere indhold i bestemte retninger.
11. Forureningsniveauerne aftager med dybden i jordlaget.

Hypoteser om arealspecifikke analyseparametre:

12. Foruden tungmetaller og PAH findes olie (totalkulbrinter), dioxiner, PCB, phthalater og pesticider som diffus jordforurening.
13. Der er en sammenhæng mellem koncentrationerne af benzo(a)pyren (BaP), dibenz(a,h)anthracen (DiBahA) og summen af MST 7 PAH
14. Der er en sammenhæng mellem koncentrationerne af bly og zink.
15. Der er en sammenhæng mellem koncentrationerne af cadmium og zink.
16. Der er en sammenhæng mellem koncentrationerne af bly og summen af MST 7 PAH.
17. De kritiske forureningsparametre er identiske med indikatorparametre fra andre undersøgelser, nemlig BaP og bly.

2.6 Valg af analyseparametre og måleteknikker

Potentielle forureningsparametre er identificeret som arsen (As), bly (Pb), cadmium (Cd), chrom (Cr), kobber (Cu), kviksølv (Hg), nikkel (Ni), zink (Zn), PAH, olie, phthalater, PCB, pesticider og dioxiner /1/.

Som indikatorparametre er udpeget tungmetallerne Pb, Cu, og Zn samt Miljøstyrelsens 7 PAH som er målt i alle prøver. De øvrige forureningsparametre er målt i et mindre antal prøver, se analyseplan i afsnit 2.10.

Tungmetaller

Der er ønsket en vurdering af, om anvendelse af feltteknikken, EDXRF, til måling af As, Pb, Cr, Cu, Ni, og Zn er fordelagtig, hvad angår pris og effektivitet. Analyseusikkerheden er vurderet til 10 – 20 % ved EDXRF målinger for bly, kobber, nikkel og zink ved koncentrationer fra 40 - 200 mg/kg og genfindingen er omkring 70 - 150% /2/. Analyseusikkerheden og genfinding for arsen er derimod henholdsvis 48 % og 300 % ved lave koncentrationer (4 mg/kg). Analyseusikkerheden og genfinding for chrom er henholdsvis 96% og 300% ved lave koncentrationer (12 mg/kg) /2/.

As, Pb, Cd, Cr, Cu, Ni, og Zn kan måles ved en ICP-analyseteknik, som typisk har en analyseusikkerhed på mindre end 15%. Hg kan måles ved en cold vapor teknik.

Detektionsgrænser for de to teknikker er angivet i tabel 2.4.

Tabel 2.4 Detektionsgrænser ved analyse af tungmetaller
Detection limits for the analysis of heavy metals

PAH

For analyse af Miljøstyrelsens 7 PAH (fluoranthen, benzo(b)fluoranthen, benzo(j)fluoranthen, benzo(k)fluoranthen, benzo(a)pyren, dibenz(ah)anthracen and indeno(123-cd)pyren) kan der anvendes Miljøstyrelsens standardmetode, en GC-MS-SIM-teknik (jordprøven ekstraheres med toluen på rysteapparat i 16 timer). Analyseusikkerheden er angivet som mindre end 20%.

En række prøver ønskes analyseret for et udvidet antal PAH (27) samt 4 grupper af alkylerede PAH (C₃ –phenanthrener, C₄ –phenanthrener, C₂ –dibenzothiophener og C₃ –dibenzothiophener). Formålet er at vurdere PAH-sammensætningen i diffus jordforurening i forhold til PAH-kilden. Resultaterne skal desuden indgå i Miljøstyrelsens projekt om baggrundsniveauer for PAH i jord.

I /20/ er der indsamlet litteratur vedrørende PAH-sammensætning i forhold til PAH-kilder. Der er peget på visse PAH-forbindelser og indikatorer, som kan benyttes til vurdering af kilden. Bl.a. nævnes det, at methylerede PAH stammer fra olieprodukter, at reten (7-isopropyl-1-methyl-phenanthren) er en specifik indikator for afbrænding af nåletræ, og at coronen, anthanthren og benzo(ghi)perylen dannes i forbrændingsmotorer. Der er anvendt følgende fire indikatorer:

Den udvidede analyse for PAH kan udføres ved en GC-MS-SIM teknik (jordprøven ekstraheres med acetone/pentan ved behandling på ultralydsbad i 5 min. og rysteapparat i 2 timer). Analyseusikkerheden er angivet som mindre end 15%.

Detektionsgrænserne er vist i tabel 2.5.

Tabel 2.5 Detektionsgrænser for organiske parametre
Detection limits for the analysis of organics

Olie

For analyse af benzen, toluen, ethylbenzen, xylener og totalkulbrinter er anvendt Miljøstyrelsens standardmetode ved GC-FID (jordprøven ekstraheres med pentan efter ekstraktion på rysteapparat i 16 timer). Analyseusikkerheden er angivet som mindre end 20%. Detektionsgrænserne er vist i tabel 2.6.

Tabel 2.6 Detektionsgrænser for organiske parametre
Detection limits for the analysis of organics

PCB og Phthalater

Indholdet af PCB og phthalater er målt ved en GC-MS-SIM teknik (jordprøven ekstraheres med acetone/pentan ved behandling på ultralydsbad i 5 min og rysteapparat i 2 timer). Analyseusikkerheden er angivet som mindre end 15%. Detektionsgrænserne er vist i tabel 2.7.

Tabel 2.7 Detektionsgrænser for organiske parametre
Detection limits for the analysis of organics

Dioxiner

Indholdet af dioxiner (polychlorerede dibenzofurans og dibenzodioxins) er målt ved GC/MS –SIM teknik. Detektionsgrænser er vist i tabel 2.8.

Tabel 2.8 Detektionsgrænser for dioxiner
Detection limits for the analysis of dioxins

Pesticider

Pesticider (Atrazin, DDT +DDE +DDD, Dichlobenil, Dieldrin, Lindan, Malathion, Parathion, Simazin) er målt ved GC-MS-SIM. Analyseusikkerheden er mindre end 15%. Detektionsgrænser er vist i tabel 2.9.

Tabel 2.9 Detektionsgrænser for organiske parametre
Detection limits for the analysis of organics

2.7 Design af forsøgsplan

Nedfaldsmodellen forudsætter, at forureningsniveauet i prøvetagningspunkterne i testarealet er relateret til afstand til NKT-grunden, idet top jorden vil have været belastet med nedfald fra NKT i ca. 60 år. Der antages, at der vil forekomme en vis variation på grund af lokale arealanvendelser, jordudskiftning m.v.

Bidragsmodel forudsætter, at forureningsniveau i prøvetagningspunkter i testarealet er sammenlignelige, idet der i de boligområder med parcelhuse fra omkring 1920 -1930 er tale om den samme forureningsbelastning fra bygningsmateriale, opvarmning m.v. Der antages at der vil forekomme en vis variation på grund af lokale arealanvendelser, jordudskiftning m.v.

Punktprøverne skal være repræsentative for det generelle forureningsniveau i fladen, og give et objektivt grundlag for beskrivelse af forureningsniveauet i ethvert vilkårligt punkt i fladen. Hertil er geostatistiske analyser velegnede.

Til dokumentation af forureningsniveauet udtages derfor en række prøver fra prøvetagningsfelter tilfældigt fordelt over testarealet. Det sikres, at disse placeres med forskellig indbyrdes afstand inden for området, jf. figur 2.4. I prøvetagningsfelter af ca. 100 m² udtages jordprøver fra 1-5 punkter inden for prøvetagningsfeltet, jf. figur 2.4. For at bestemme variationerne i dybden udtages der prøver i forskellige dybder, som følger:

Dog udtages flest prøver i 2 - 10 cm’s dybde, dvs. jordlaget, hvor risikoen for eksponering er højst. I resultatoversigten benævnes prøverne i forhold til dybden, f.eks.:

• 0,05 m’s dybde
• 0,1 m’s dybde
• 0,3 m’s dybde
• 0,55 m’s dybde
• 1,05 m’s dybde

Afstanden mellem prøvetagningspunkterne i et prøvetagningsfelt er altid mellem 1 - 10 m. Prøvetagningsfelterne placeres i forskellige afstande fra hinanden fra 30 – 500 m.

Formålet er at bestemme variationen for koncentrationsangivelserne over testarealet. I forbindelse med den geostatistiske analyse sammenlignes data parvis i forskellige afstandsintervaller, f.eks. 0 - 10 m, 10 - 50 m, 50 - 100 m, 100 - 200 m, jf. figur 2.4, hvorved det undersøges, om observationer med lille indbyrdes afstand er mere ensartede end observationer med større fysisk afstand. Den geostatistiske analyse belyser forureningens rumlige fordeling (her i 2 dimensioner) over testarealet, dvs. at den estimerer koncentrationsniveauerne, samt om der tendens til henholdsvis faldende eller stigende koncentrationer i bestemte retninger. Yderligere, og måske vigtigst, estimeres usikkerheden på estimatet af forureningsniveauet i testarealet.

I alle prøver måles indikatorparametre og der udvælges passende prøver til analyse for de øvrige parametre. Den detaljerede prøvetagnings- og analyseplan udarbejdes på grundlag af besigtigelsen og retningslinierne i forsøgsplanen.

Figur 2.4 Skitse over placering af prøvetagningsfelter i et testareal
Sketch showing pair wise comparison of sampling points in sampling squares

Inddragelse af data fra tidligere undersøgelse

Ved den tidligere undersøgelse /17/ er der udtaget 166 prøver i 0,1 m’s dybde samt på udvalgte grunde endvidere 53 prøver i 0,5 m’s dybde. Prøverne er udtaget som et sammenstik af 5 enkeltprøver indenfor et område på ca. 1 m². Prøverne er hovedsagelig udtaget i bede. Der er analyseret for tungmetallerne; Bly, cadmium, chrom, kobber, nikkel og zink med en ICP-teknik (induktiv koblet plasma), MST- 7 PAH ved GC – MS og total kulbrinter ved GC-FID.

Prøverne er udtaget i et boligområde afgrænset af NKT-grunden, Italiensvej, Backers vej og Øresundsvej, dvs. i en afstand på op til 500 m fra NKT-grunden. I dette område udtages kun nogle få supplerende prøver med henblik på kontrol af forureningsniveauet.

Vurdering af afstandsforhold

De tidligere data suppleres med flere prøver fra prøvetagningsfelter i forskellige afstande og retninger fra NKT-grunden. De yderste felter placeres i ca. 1 km’s afstand.

Vurdering af dybdemæssige forhold

Jordprøverne udtages i forskellige dybder fra overfladen (0-2 cm) og ned til 1 m’s dybde, dog hovedsagelig i 0,1 m’s dybden.

Vurdering af prøvetagningstæthed og fordel/ulemper med blandingsprøver

Der udtages prøver fra 1 til 5 punkter fra prøvetagningsfelter på 10 x10 m.

Prøverne udtages som stikprøver, idet den indbyrdes variation mellem prøver, udtaget tæt på hinanden (1-10 m) samt med større afstand (20-500 m), anvendes i databehandlingen til at vurdere om prøver fra forskellige områder er forskellige fra hinanden.

Gennemsnittet for prøverne udtaget fra den samme felt svarer til resultatet for en blandingsprøve, men spredning kendes og konsekvenser ved brug af blandingsprøver kan vurderes.

Vurdering af indikatorparametre og forureningssammensætning

Forureningsniveauet i et prøvetagningsfelt på 10 x 10 m antages at være sammenligneligt (på samme niveau). Derfor undersøges udvalgte prøvetagningsfelter intensivt, mens andre felter kan screenes ved et mindre antal prøvetagningspunkter.

Vurdering af dæklags betydning

I nogle få felter udtages 3 prøver fra bede og 3 prøver fra græsplæne og resultaterne sammenlignes.

Konceptet for prøvetagning er illustreret i figur 2.5. Prøvetagningsfelter placeres i forskellige afstande og retninger til kilden. Afstanden karakteriseres i henhold til fem zoner, A-E, således at data kan sorteres og behandles.

Klik her for at se Figur 2.5

Figur 2.5 Skitse over prøvetagningsfelter
Sketch over position for sampling areas

2.8 Prøvetagningsplan

Besigtigelse

På grundlag af kortmaterialet, det historiske materiale og forsøgsplanen er der udarbejdet et forslag til prøvetagningspositioner, jf. figur 2.5 og bilag A.

Positionerne er placeret med henblik på at undgå forurenende punktkilder samt områder, hvor den oprindelige jord kan forventes at være bortkørt. Herefter er der foretaget en besigtigelse, og positionerne er justeret i henhold til observationer og adgangsforhold. I industriområder nord, nordvest og vest af NKT-grunden har det vist sig at være problematisk at finde egnede prøvetagningspunkter, dvs. jord uden befæstelser og uden industrianvendelse jf. figur 2.3.

Antal af prøvetagningspunkter

I tabel 2.10 gives en oversigt over prøvetagningsfelter og antal af jordprøver.

Tabel 2.10 Prøvetagningsplan for testarealet
Sampling plan for test area

2.9 Prøvetagningsarbejde

Et feltteam bestående af to personer har udført borearbejde, prøvetagning, feltobservationer, indmåling og feltdokumentation.

Jordprøverne er tilstræbt udtaget i jord, hvor der ikke jævnligt fortages jordarbejder, f.eks. i græsplæner, men ikke i bede.

Prøvetagningen i hver felt er dokumenteret på et feltkort og observationer er noteret i en standard feltjournal med:

• lokalitetsnavn
• dato
• initialer på feltfolk
• skitse af prøveudtagningsstedet med felt- og boringsnr.
• indmåling af UTM koordinator i forhold til referencepunkt (hvis GPS-måling umulig)
• prøvetagningsfelternes indbyrdes beliggenhed
• antal boringer/felt
• antal prøver/boring
• dybde for prøveudtagningen

Herudover er der noteret observationer vedrørende:

• afstande til trafik (tilladt hastighed)
• vejkryds
• busstoppested
• jernbaner
• belægninger som asfalt, jernbanesveller, grus, bede, krat

Endelig er disse aktiviteter noteret:

• beboelse
• legepladser
• dyrehold
• ildsteder
• afledning af tagvand
• oplysninger om tidligere forhold på lokaliteten

Herudover er der i feltjournalen udført en geologisk beskrivelse af den opborede jord.

Jordprøverne er udtaget med et håndbor ved at jorden fjernes indtil toppen af den ønskede jordprofil, hvorefter håndboret renses for jorden. Der er herefter udtaget en 10 cm jordprofil som én jordprøve. Brug af et karteringsspyd ville sandsynligvis give et mere præcist geologisk profil, men prøvetagningsmængden ville være alt for lille i forhold til analysebehovet. Endvidere kan man ved brug af håndbor fornemme fremmede genstande, mens der med et kvarteringsspyd er en risiko for at banke spyddet igennem ledninger m.v. hvis disse ikke er meget præcist angivet på ledningsplanerne.

Prøvetagningspunkter er indmålt ved en GPS-5700 med en nøjagtighed på 10 mm vandret og 20 mm lodret. Koordinator er angivet i system 34 Sjælland og terrænkote i DNN. GPS-målingerne er fortaget i forhold til signal fra ca. 6 – 8 satellitter. Signalet er dog svagt på visse tidspunkter om dagen. Disse tidspunkter kan i forvejen aflæses i en web-almanak /21/. Der kan desuden være forstyrrelser ved målinger tæt på høje bygninger eller under høje træer. Det anbefales derfor, at indmåle enkelte referencepunkter med GPS, så baggrundskort og indmålte boringer kan vurderes i forhold til hinanden. GPS- målingerne bør i øvrigt foretages i det koordinatsystem, som grundkortet findes i, da omregninger mellem de forskellige koordinatsystemer vil øge usikkerheden.

Hver jordprøve har fået et entydig prøvenr. bestående af lokalitetens ID-Zone, ID-felt nr.-boringsnr. og en dybdeangivelse. Alle jordprøver er udtaget i rilsanposer, lagt i køletasker og transporteret til miljølaboratoriet (NIRAS), hvor der er målt PID og foretaget en geologisk beskrivelse. Der er udtaget delprøver til de forskellige analyser. Prøveemballage er fremsendt af analyselaboratorierne og bestod af redcap-glas til olie- og PAH-analyse iht. Miljøstyrelsens standardmetoder, teflonkopper til EDXRF-analyse, plastposer til tungmetalanalyse med ICP og tørstofbestemmelse samt rilsanposer til udvidet PAH-, PCB-, phthalat-, pesticid- og dioxinanalyser.

2.10 Analysearbejde

PID, pH, tørstofindhold og organisk indhold

For alle jordprøver er jordarten beskrevet og der er målt tørstofindhold, glødetab og PID-udslag (udslag målt med en Photoionisation-detektor, der giver udslag ved flygtige forureninger).

Tungmetaller

Alle prøver fra prøvetagningsfelterne er analyseret for As, Pb, Cr, Cu, Ni og Zn (uden anden forbehandling end tørring, jf. konklusionerne i /3/) med en feltteknik (Røntgenfluorescens teknik - EDXRF) hos Teknologisk Institut i Århus.

Tungmetalindholdet er herefter kontrolleret i ca. 10 – 20% af prøverne ved en akkrediteret ICP-analyseteknik (induktivt koblet plasma) hos AnalyCen, hvor der desuden er målt for Cd og Al.

PAH

Alle jordprøver er analyseret for sum af MST 7 PAH (polycycliske aromatiske hydrocarboner) ved Miljøstyrelsens standardmetode med en GC-MS-SIM teknik (gaschromatografi med masse spektrometri og selektiv ion monitoring) hos AnalyCen.

Til vurdering af PAH-sammensætningen er en række prøver (ca. 20% af prøverne i 2-10 cm’s dybde) analyseret for et udvidet antal af PAH (27) samt 4 grupper af alkylerede PAH (C₃ –phenanthrener, C₄ –phenanthrener, C₂ –dibenzothiophener og C₃ –dibenzothiophener). Analysen er udført hos Eurofins ved en GC-MS-SIM-teknik

Olie

En række prøver (ca. 10% af prøverne udtaget i 2-10 cm’s dybde) er analyseret for oliekulbrinter hos AnalyCen, og der er foretaget en vurdering af muligheden af, at prøverne har et naturligt indhold af kulbrinter, PAH m.v.

Phthalater, PCB, dioxin og pesticider

Ca. 3 - 10% af prøverne er analyseret for phthalater (dimethylphthalat, diethylphthalat, di-n-butylphthalat, butylbenzylphthalat, DEHA, DEHP, di-iso-nonylphthalat og di-n-octylphthalat) og PCB (CB 28, CB 52, CB 101, CB 118, CB 153, CB 138, CB 180). Analyserne er udført ved GC-MS-SIM hos Eurofins (i ekstraktet fra en udvidet PAH-analyse). Desuden er ca. 3 - 5% af prøverne analyseret for dioxiner (polychlorerede dibenzofuraner og dibenzodioxiner). Denne analyse er udført ved GC-MS-SIM hos GfA Gesellschaft fûr Arbeitsplatz- und Umweltanalytik mbH, Tyskland.

Et mindre antal prøver (8 stk.) er analyseret for pesticider (Atrazin, DDT +DDE +DDD, Dichlobenil, Dieldrin, Lindan, Malathion, Parathion, Simazin) ved GC-MS-SIM hos Eurofins.

Kvalitetsmålinger

Der er udført nogle få analyser for tungmetaller, PAH og PCB på referencejord (standard). Der er ved udførelse af dobbeltbestemmelse på delprøver fra samme homogeniserede jordprøve foretaget en vurdering af analyseusikkerheden for målinger af tungmetaller med EDXRF og ICP samt for Miljøstyrelsens 7 PAH ved GC-MS-SIM.

2.11 Databehandling: Deskriptiv statistik

Den deskriptive statistik giver et overblik over forureningsniveauet for de enkelte områder som helhed, men siger ikke noget om rumlige (spatielle) tendenser (f.eks. om forureningsniveauet aftager i en vis retning), som beskrives i afsnittet om geostatistisk. Der henvises til lærebøger om statistisk for en uddybende beskrivelse på de anvendte teknikker /22/.

Resultaterne fra hvert enkelt testareal præsenteres med følgende parametre: Minimum, maksimum og gennemsnit samt koncentrationerne som repræsenterer 10%, 25%, 50% (medianværdien), 75% og 90% datafraktiler. Resultaterne afrundes til to betydende ciffer i oversigtstabellerne.

Fraktiler

Ved beregning af fraktilværdier i oversigtstabellerne returneres kun målte værdier, hvis rangordenen svarer til de ønskede fraktiler, ellers interpoleres mellem de to værdier til hver side. Beregningen for den “k`te” fraktil på “n” antal datapunkter udføres som følger:

Ligeledes anvendes ved beregning af en medianværdi en interpoleret værdi for datasæt med et lige antal datapunkter. Det vil sige, at et datasæt opfattes som et kontinuum. I /22/ er der redegjort for nødvendigheden af interpolation, samt beregningsprocedurer, såfremt der ikke findes en "unik" værdi. Dette er ikke problematisk, hvis der er mange datapunkter, men mindre tilfredsstillende ved få data. Derfor vises ved mindre end 7 data alene min., max., medianværdien og evt. gennemsnittet.

Desuden illustreres udvalgte analyseparametre som fraktilplot, hvor hvert datapunkt plottes som en fraktil, jf. /22/. På fraktilplottet kan der aflæses, hvilket datapunkt (X), der svarer til f.eks. 0,80 fraktil. Dette betyder, at 80% af dataene har koncentrationer svarende til eller er mindre end X. Fordelen ved et fraktilplot er, at alle datapunkter er vist, og figurens udseende herunder datafordelingen er uafhængig af koncentrationsintervaller(som f.eks. ved histogrammer).

Data under detektionsgrænser

Der er anvendt forskellige analysemetoder med forskellige detektionsgrænser, jf. tabel 2.4–2.9. Dette har dog ikke betydning, hvis resultaterne er væsentligt større end detektionsgrænserne, men er problematisk ved arsen, chrom og nikkel. Koncentrationsniveauerne for disse metaller i testarealer er typisk omkring eller under detektionsgrænsen for EDXRF-metoden, mens de ligger over detektionsgrænsen for ICP-metoden. Resultaterne for disse metaller er derfor vist særskilt for de to analysemetoder.

I /22/ angives, at hvis 15% af dataene er under detektionsgrænsen, kan der anvendes en værdi svarende til

• den halve af detektionsgrænsen,
• detektionsgrænsen
• eller en passende lav værdi.

Hvis 15-50% af dataene er under detektionsgrænsen, kan der overvejes en datahåndtering, hvor der fjernes data fra begge ender af fordelingen. I så fald er der behov for en større datamængde og en symmetrisk fordeling. Såfremt 50 - 80% af dataene er under detektionsgrænsen, bør det overvejes at anvende andre parametre til beskrivelse af dataene, f.eks. 0,75 fraktil.

Af hensyn til databehandlingen skal det generelt bemærkes, at resultater under detektionsgrænsen angives med en værdi svarende til det halve af detektionsgrænsen.

Medianværdien vil være upåvirket af data under detektionsgrænsen, hvis den ligger over detektionsgrænsen, men for at undgå misvisende fraktilværdier i oversigtstabellerne, anvendes betegnelsen “i.p.” for resultater under detektionsgrænsen. Parametre med værdier under detektionsgrænserne er typisk chrom, nikkel og arsen samt enkelte PAH.

Gennemsnit

Håndtering af data under detektionsgrænsen har betydning ved beregning af gennemsnitsværdien. I oversigtstabellerne er der derfor kun vist en værdi for gennemsnittet, hvis 85% af resultaterne er over detektionsgrænsen. I modsat fald er der kun vist minimum, maksimum og medianværdien.

Datafordeling og betydning ved databehandling

Hvis et sæt prøver repræsenterer punkter fra en normalfordeling, kan resultaterne beskrives ved gennemsnittet og variansen (symmetrisk spredning af data på hver side af gennemsnittet). Et sæt prøver fra en normalfordeling vil i praksis være begrænset til en endelig størrelse og vil derfor være t-fordelt. Histogrammerne for en normalfordeling med en stor varians vil være bedre end en fordeling med en lille varians som illustreres i figur 2.6

Figur 2.6 Histogrammer for to normalfordelinger med hhv. en stor og lille varians
Histograms showing two normal distributions with a large and a small variance

Figur 2.7 Histogrammer for lognormalfordelinger
Histogram showing log normal distributions

Miljødata viser derimod ofte en asymmetrisk fordeling af værdier med en lang hale til højre på fordelingen (høje værdier), jf. figur 2.7. Dette betyder, at forudsætningen for mange statistiske standard tests ikke er opfyldt. Da funktionen Y=ln(X) for lognormale data er normalfordelt, kan en logaritme- transformation af værdierne betyde, at dataene bliver tilnærmelsesvis normalfordelte. En sådan transformation er nødvendigt, hvis der skal anvendes statistiske tests eller geostatistiske databehandlinger, idet disse forudsætter, at dataene er normalt fordelt, bl.a. ved beregning af gennemsnit og konfidensinterval for dette.

I alle datatabeller vises dog gennemsnittet, selv om forudsætningen om en normalfordeling ikke nødvendigvis er opfyldt. Hvis gennemsnittet og 0,5 fraktil (medianværdien) er forskellige, er der tale om en asymmetrisk fordeling - hvis der f.eks. findes høje værdier, vil gennemsnittet være højere end median.

Hvis dataene er normalfordelte (symmetriske omkring gennemsnittet), vil et fraktilplot have en S-form med en relativt flad sektion i midten. Derimod vil en stor spredning i koncentrationsniveauet betyde, at kurven stiger brat. Hvis dataene er asymmetriske med en lang hale (høje værdier) til højre ses en stejl stigning i den øverste højre del af kurven i forhold til den nederste venstre del.

Miljødata kan dog også være anderledes fordelt, og man skal være opmærksom på dette, hvis forskellige datasæt skal sammenlignes.

Udover tabellerne med deskriptiv statistik og fraktilplot er der desuden fortaget en analyse af datafordelingen. Til databehandlingen er anvendt forskellige værktøjer fra Excel og R (R er statistiske og grafiske værktøjer udviklet ved Bell Laboratories som “open source” og kan gratis downloades fra Internettet, http://www.r-project.org/). Kun resultater og særlig interessante figurer er inkluderet i rapporten.

Det er analyseret, om dataene er normalfordelte med angivelse af følgende parametre:

Korrelation mellem parametre

Pearsons korrelation, R, mellem de enkelte parametre indikerer, om der er et lineart forhold mellem to parametre, hvor en positiv værdi på 1 betyder et perfekt positivt lineart forhold (begge parametre vokser) og en negativ værdi på –1 betyder et perfekt negativt lineart forhold (en parametre aftager, mens den anden vokser). En værdi tæt på 0 betyder, at der ingen korrelation er mellem parametre. Pearsons korrelation forudsætter normalfordelte data.

Herudover kan der udføres regressionsanalyse, samt x-y plots med angivelse af R² (ofte benævnt forklaringsgrad), hvor R² ligeledes kan have en værdi mellem –1 og +1.

Følgende beskrivelser i tabel 2.11 er anvendt i forbindelse med databehandling:

* Der kan stadig være en sammenhæng, men denne kan ikke belyses pga. utilstrækkelig datamængde

Tabel 2.11 definition af beskrivelser ved korrelationsanalyse
Definition of description of degree of correlation

Sammenligning af datasæt

Såfremt fordelingerne ikke er normal eller lognormal anvendes en non-parametrisk test, “Wilcoxon Rank Sum Test” til at sammenligne data f.eks. fra forskellige dybder eller delområder. For normalfordelt data anvendes en t-test til at sammenligne gennemsnittet.

2.12 Databehandling: Geostatistik

Geostatistikken anvendes til at vurdere rumlige (spatielle) tendenser og til at estimere koncentrationsniveauer samt usikkerheder for estimatet over et testareal. I bilag B i datarapport om kulturlag /30/ er vedlagt en indledende beskrivelse af den matematiske teori ved geostatistisk.

Geostatistikken bygger på, at målinger på prøver, der er udtaget tæt på hinanden, er mere ens end målinger på prøver, der er udtaget med større afstand. Målingerne siges, at være “korrelerede” inden for en vis afstand. Denne afstandskorrelation betegnes i det følgende som spatiel korrelation.

Geostatistisk databehandling beregner forskel i varians mellem dataværdier, lokaliseret i forskellig afstand fra hinanden. Alle data inden for forskellige afstandsintervaller (lag), f.eks. 0-10, 10-20 m m.fl. sammenlignes parvis. Herefter laves et XY-plot af forskellen i variansen mod afstanden. Et XY-plot er vist i figur 2.8. Figuren kaldes et eksperimentalt semivariogram. Ved at vælge forskellige lagintervaller, ændres udseende af det eksperimentalt semivariogram. Det er således vigtigt at foretage følsomhedsberegninger og vælge realistiske lagintervaller i forhold til områdets størrelse og forventningen om forureningsspredningen.