Miljøprojekt, 914; Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening – Diffus jordforurening og industri

Diffus jordforurening og industri

Sammenfatning og konklusioner

Nærværende datarapport omhandler den fysiske afprøvning af undersøgelsesstrategier for kortlægning af diffus jordforurening forårsaget af luftbårne emissioner fra industrien. Rapporten beskriver dataindsamling og resultater for undersøgelse af diffus jordforurening omkring et tidligere valseværk på Amager. Rapporten belyser hermed egnede undersøgelsesstrategier for diffus jordforurening omkring industrikilder. Der er desuden inddraget data (bly og cadmium) fra Københavns Amts undersøgelser af arealer omkring industrikilder.

Datarapporten er én af 7 rapporter udarbejdet i forbindelse med et projekt iværksat af Københavns Kommune, Miljøkontrollen under Miljøstyrelsens teknologiprogram. Projektets overordnede formål er, at udarbejde metoder til optimering og forenkling af myndighedernes faglige arbejde ved kortlægning af diffus jordforurening på Vidensniveau 2.

Testareal

Testarealet omkring det tidligere valseværk omfatter flere arealer med tidligere eller nuværende industri, blandt andet langs Amager Strandvej, hvor der før i tiden også fandtes flere opfyldte arealer/lossepladser. Valseværket har været i drift fra 1908 – 1979 og vest og syd for værket er der i 1920-40’erne etableret et større boligområde.

Forureningsmodel

Den diffuse jordforurening omkring valseværket forventes at kunne beskrives med

en nedfaldsmodel, dvs. den diffuse jordforureninger er forårsaget af nedfald fra de tidligere skorstene på valseværket

samt

en bidragsmodel, dvs. de små tilfældige bidrag over 70 år fra boliganvendelse.

Hypoteser

Nedfaldsmodel
Det antages, at forureningsparametrene er kobber, andre tungmetaller, aluminium, PAH, phthalater, PCB, dioxiner og pesticider. 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 valseværket, nedstrøms for den fremherskende vindretning, er mere belastet end andre områder. Det antages, at jordforureningen aftager i dybden. Således antages det, at testarealet er mere forurenet end baggrundsniveauet i landområder.

Bidragsmodel
Det antages, at jorden er belastet fra mange små bidrag gennem årene, og at forureningsniveauerne her er større end for ubenyttede arealer uden for 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. Således antages det, at testarealet er mere forurenet end baggrundsniveauet i landområder.

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

Forsøgsplan

Til dokumentation af forureningsniveauerne er der udtaget en række prøver fra prøvetagningsfelter tilfældigt fordelt over testarealet. Det sikres, at disse placeres med forskellig indbyrdes afstand (30 – 500 m) inden for området, dog med en større tæthed tæt på valseværket. I hvert prøvetagningsfelt af ca. 100 m² udtages jordprøver fra 1 - 5 punkter. For at bestemme variationerne i dybden udtages der prøver i forskellige dybder ned til 1m.

Formålet er at bestemme variationen for koncentrationerne over testarealet ved hjælp af en geostatistiske analyse, hvor data sammenlignes parvis i forskellige afstandsintervaller. 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. den estimerer dels koncentrationsniveauerne, dels 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.

Resultater

Jorden er beskrevet som kulturfyld i det øverste jordlag ned til 1 m’s dybde i testarealet.

Generelt konkluderes det, at forureningsmønstret på testarealet er godt beskrevet ved hjælp af bidragsmodellen, men at området tæt på valseværket (inden for ca. 250 m) kan beskrives med nedfaldsmodellen. Der er dog observeret mindre delområder med lavere eller højere niveauer, som antages at repræsentere punktforureninger eller områder, hvor jorden er fjernet i forbindelse med renovering eller jordudskiftning. Generelt ses det, at forureningen er størst i det øverste jordlag (bidrag ovenfra), men den kan godt fortsætte i dybden.

Generelt er der ikke påvist en direkte påvirkning fra trafikken (f.eks. høje indhold af bly eller BaP i jordprøver udtaget tættest på trafikken), men der er tegn på en anden PAH-sammensætning i prøver udtaget tæt på vejen. Generelt ses der overskridelse af JKK for bly, cadmium, zink og BaP, samt overskridelse af ASK for BaP. Kobberindholdet er forhøjet, men generelt under JKK.

Kun resultaterne for kobber, cadmium og zink viser faldende tendens med afstanden fra valseværket, men der ses inden for kort afstand både høje og lave værdier, som slører billedet.

De andre hovedforureningsparametre – bly og BaP - viser et mere ensartet, men varierende koncentrationsniveau over testarealet. Der ses dog enkelte mindre afgrænsede områder med højere eller lavere værdier.

Det vurderes, at den påviste diffuse jordforurening kan tilskrives forureningsbidrag (bly, zink og BaP) fra boliger (vedligeholdelse, materialer, opvarmning m.v.) samt fra nedfald (cadmium, kobber, zink) af støv og emissioner fra skorstene og maskiner på valseværket.

I datarapport for kulturlag er det vurderet, at forureningsniveauet er afhængigt af boligområdets alder. Ved at sammenligne koncentrationsniveauer fra testarealet med niveauerne målt i andre boligområder kan det ses, at blyniveauet tilsyneladende er lidt højere end for boligområder af tilsvarende alder i København, mens BaP-niveauet, svarer til den aldersmæssige rækkefølge. En eventuel påvirkning fra valseværket ses dog tydeligst for cadmium, kobber og zink, idet niveauerne for disse stoffer er meget forskellige fra niveauerne i andre boligområder.

Det antages derfor, at forurening med BaP og bly stammer fra boliger, mens valseværket har bidraget til en højere belastning med tungmetaller, herunder især kobber, zink og cadmium. JKK for kobber er dog ikke overskredet i området.

Generelt er der ikke påvist indhold af polychlorerede biphenyler (PCB) i jordprøver omkring valseværket (intet påvist i 90% af prøver). Der er målt lavt indhold af phthalater, men der er ingen overskridelse af JKK (der er intet påvist i 30 % af prøverne og kun én prøve har et indhold på mere end 2% af JKK). Der er fundet lavt indhold af dioxiner i alle jordprøver(5 - 20 ng internationale toksicitetsækvivalenter (ITE)/kg TS). Pesticidindholdet (kun pesticider med lange nedbrydningstider) er analyseret i 4 jordprøver, men kun lavt indhold af DDT og parathion er fundet i 3 af de 4 prøver. JKK er ikke overskredet.

Erfaringer vedrørende strategien

Standardanalyseparametre
De vigtigste forureningskomponenter ved diffus jordforurening i kulturlag i byområder er bly og benzo(a)pyren (BaP). Supplerende analyser for andre tungmetaller (cadmium, kobber og zink) og sum af PAH vil medvirke til en bedre beskrivelse af forureningsfordeling og ensartethed over et areal samt identificere en eventuel påvirkning fra nedfald fra en industrikilde.

Koncentrationsniveau og dæklag
Ved nedfald af luftbåren forurening vil jordoverfladen, inkl. græstørv, være belastet. Det blev antaget, at forureningen i de øverste 0–5 cm ville være større end i de underliggende lag. Der er dog problemer forbundet med prøvetagning af jorden i det øverste vækstlag, hvorfor der også blev udtaget jordprøver fra jordlag under græstørv i 2-10 cm dybde. Dette lag antages også at være repræsentativt ved vurdering af risiko for hudkontakt. Ligeledes blev det antaget, at jordprøver udtaget i en græsplæne er mere forurenede end jordprøver udtaget i bede, hvor der sker en opblanding af forurenet topjord med mindre forurenet jord i dybden.

Generelt ses ingen signifikante forskelle mellem prøver udtaget i de øverste 0-5 cm og 2-10 cm, samt i bede eller græsplæne. Det vurderes derfor, at jordprøver både kan udtages i bede og i græsplæne samt at jordprøver fra 2 - 10 cm’s dybde er repræsentative for det øverste jordlag.

Geostatistik
Den geostatistiske analyse betyder, at der kan angives en matematisk beskrivelse af, hvorledes de enkelte punkter er relateret til hinanden i forhold til deres indbyrdes afstand, og der kan tegnes et kort med angivelse af koncentrationen og konfidensintervallet i ethvert punkt.

Sandsynligheden for overskridelse af JKK og ASK kan ligeledes beregnes i ethvert punkt på grundlag af den geostatistiske analyse, dvs. semivariogram-modellens estimat af såvel koncentration som standardafvigelse.

Fordelen ved beskrivelsen af det spatielle (rumlige) forhold er, at koncentrationsniveauet beskrives som et kontinuum, og at der kan håndteres mindre delområder, hvor der eventuelt findes større eller mindre varians. Det vil sige, at estimatet for koncentrationsniveau og konfidensinterval samt sandsynligheden for, hvorvidt jorden på et givet sted i området ligger over jordkvalitetskriteriet, er baseret på de faktiske målinger i nærheden af stedet – altså den spatielle korrelation, idet målinger tæt på hinanden vil være mere ens end målinger foretaget på større afstande.

Baseret på erfaringer fra undersøgelsen er “range” for de korrelerede data typisk 400 – 2000 m, og at der måles på mindste 40 – 90 prøvepunkter. Der er sandsynligvis behov for flere punkter til at afgrænse det forureningspåvirkede areal og minimere ”støj” fra afvigende delområder. Da prøvetagningstætheden både skal give en rimelig dækning af arealet samt belyse variationen inden for små afstande er der behov for en tæthed på ca. 200 pkt./km² i det område, som skal kortlægges. Ved afgrænsning af en forureningspåvirkning fra en punktkilde (nedfald) kan der anvendes en mindre tæthed i de afgrænsende arealer og i randområder.