Bakterievækst og tilsætningsstoffer

5 De anvendte tilsætningsstoffer og potentiale for mikrobiel vækst

5.1 Anvendte tilsætningsstoffer som kulstofkilder

Nedenstående tabel indeholder de tilsætningsstoffer, der i dag anvendes til etablering af drikkevandsboringer. I tabellen angives for hvert tilsætningsstof de vigtigste egenskaber, der afgør, om stoffets potentiale som kulstofkilder for mikrobiel vækst i boringen. Af tabellen fremgår det, at der kun er få tilsætningsstoffer, som kan tjene som kulstofkilder.

Tabel 5. Tilsætningsstoffers potentiale som kulstofkilder for bakterier i grundvandsmiljøet. Midler anvendt til regenerering af drikkevandsboringer falder udenfor problemet med vækst af mikroorganismer i nyetablerede boringer. Se i øvrigt tekst for kommentarer til udvalgte tilsætningsstoffer.

Tilsætningsstof Egenskab Beregnet konc. af tilsætningsstof i prøvepumpningsvand 1
Boremudder og andre borehjælpestoffer    
Baryte Uorganisk  
Bentonite Undersøgt eksperimentelt i dette projekt. > 80 mg/L
Carbonat, light sodium * Kan under strengt anaerobe forhold tjene både som C-kilde, men væksten af bakterien meget langsom (Schlegel 1981)  
CMC (carboxymethylcellulose) Undersøgt eksperimentelt i dette projekt. 1,98 mg/L
Kaustisk soda Uorganisk  
Natriumtripolyfosfat Uorganisk  
Polyacrylamid Ikke-polymeriseret monomer acrylat velegnet  
Skum Anvendes sjældent til skylleboring  
Sprængstof Ingen oplysninger om restmængde kulstof efter sprængning. Anvendes meget sjældent.  
     
Smøring af boregrej    
Glidemiddel (vegetabilsk) * Egnet ca. 80 g/L
Hydraulisk olie Uegnet << 80 g/L
Kobberfedt    
Omega 099 Uegnet << 80 g/L
K-nate calciumsulfonat-fedt *   << 80 g/L
Zinkfedt    
     
Filtersætning, afpropning/forsegling    
Kvartssand Uorganisk. Kan indeholde rester af C hvis ikke glødet. 80 g/L
Bentonite QSE-5 Granulate Se bentonite foroven.  
Cement, Rapid og Lavalkali    
Hydron-piller, Mikrolit B, OB lergranulat Se bentonite foroven.  
Nøddeskaller, grove og fine Egnet. Kan afsondre organiske forbindelser. Ingen oplysninger
     
Desinfektion    
Natrium- og kaliumhypoklorit 15% Uorganisk  
1 Som grundlag for beregnet koncentration af tilsætningsstof er anvendt de omtrentlige mængdeangivelser, som fremgår af Tabel 2, Kapitel 3. Beregning er ifølge sektion 4.2.

I visse tilsætningsstoffer kan der forekomme rester af kulstof som urenhed. Koncentrationen af dette vil derfor kun udgøre en lille brøkdel af den totale beregnet koncentration af tilsætningsstoffet.

5.2 Kommentarer til udvalgte tilsætningsstoffer

5.2.1 Bentonite

Bentonite er en naturligt forekommende lerart, hovedsageligt montmorillonit med mindre mængder andre smectit-mineraler. Montmorillonit dannes, når basiske bjergarter så som vulkansk aske omdannes (Schlumberger 2004). Den kemiske sammensætning af Wyoming-bentonite er angivet i Tabel 6.

Tabel 6. Kemisk sammensætning af Wyoming bentonite API (Mercantas 2004).

Forbindelse%
Siliciumdioxid (SiO2)59
Aluminiumtrioxid (AlO3)20
Jernoxid (Fe2O3)5,8
Oxider af calcium, magnesium, natrium og kalium8,7
Glødetab (hovedsageligt krystalvand)6,5

Wyoming bentonite API overholder kvalitetsspecifikationerne fra American Petroleum Institute. Dette vil bl.a. sige, at bentoniten efter brydning ikke er behandlet på anden måde end knusning, tørring og formaling og ikke er tilsat noget andet komponent (Mercantas 2004). Da bentonite er et direkte produkt af vulkansk aktivitet, og emballeres umiddelbart efter opgravning, kan indholdet af organisk kulstof antages at være meget lavt. Bentonite indgår derimod i flere tilsætningsstoffer, som alle anvendes i store mængder, hvorfor selv små koncentrationer af organisk C kunne udgøre et betydeligt C-bidrag. Derfor blev det besluttet at undersøge bentonite for dets eftervækstpotentiale.

5.2.2 CMC

CMC er et menneskeskabt molekyle, som opstår ved reaktionen mellem cellulose og chloreddikesyre. Cellulose forekommer i alle højere planteceller og i nogle mikroorganismer. Mens cellulose ikke er vandopløseligt, er CMC meget vandopløseligt og binder meget vand. Nogle brøndborere betegner CMC lim. Nedbrydning af CMC af mikroorganismer i naturen er blevet undersøgt (Batelaan et al. 1992). Både bakterier og skimmelsvampe kan bruge det som kulstofkilde, og det kan nedbrydes både aerobt og anaerobt, om end fuldstændig nedbrydning først sker efter et par uger ved stuetemperatur (Batelaan et al. 1992). Af disse grunde blev det besluttet at undersøge CMC for dets eftervækstpotentiale.

5.2.3 Anionisk polymer A 63, polyacrylamid

Anionisk polymer A 63 er en polyacrylamid. Et polyacrylamid-produkt består både af polymeren og af evt. ikke-reagerede monomermolekyler. I dette tilfælde er monomeren acrylat, og acrylat kunne tjene som C-kilde for bakterievækst.

Der foreligger ifølge Mercantas A/S ikke oplysninger om koncentration på ikke-reagerede monomerer i produktet A 63. Pr. år sælger Mercantas under 1000 kg af produktet til både danske og udenlandske kunder. Heraf anvendes kun en del til drikkevandsboringer i Danmark. Da acrylat er meget vandopløseligt, kan det forventes skyllet ud af boringen efter kun kort tids prøvepumpning. Det kan konkluderes, at dette polyacrylamid-produkt sandsynligvis ikke er årsagen til det forhøjede kimtal i nyetablerede drikkevandsboringer.

5.2.4 Midler til smøring af boregrej

Det vegetabilske glidemiddel i denne gruppe anvendes i mængder, der svarer til maximalt 79 g/L prøvepumpningsvand. Tilsætningsstoffet opfylder dog sandsynligvis ikke forudsætningerne for beregningen nr. 6 – 8 i Tabel

5.2.5 Nøddeskaller

Nøddeskaller anvendes kun til forsegling ved pludseligt opståede fald i vandtryk i boringen. Selv vaskede nøddeskaller må formodes at afgive organisk materiale til grundvandet.

5.2.6 Midler til regenerering

Midler anvendt til regenerering af drikkevandsboringer falder udenfor problemet med vækst af mikroorganismer i nyetablerede boringer.

5.3 Valg af tilsætningsstoffer til videre undersøgelse

Projektet har valgt af undersøge bentonite og CMC for deres eftervækstpotentiale af flere grunde. Bentonite anvendes ved etablering af enhver drikkevandsboring, og det indgår i flere tilsætningsstoffer, som alle anvendes i store mængder. Se Tabellerne 1 og 2. Derfor kunne selv små koncentrationer af organisk C udgøre et betydeligt C-bidrag.

CMC anvendes ved etablering af mange drikkevandsboringer og også i relativt store mængder pr. boring (Tabel 2). Stoffets nedbrydelighed i naturen er dokumenteret (Batelaan et al. 1992), og mindst én brøndborer, som blev kontaktet under dette projekt, har rapporteret om problemer, fordi stoffet forsvandt fra boringen formentlig på grund af bakteriel nedbrydning.

For bentonite blev det besluttet at undersøge 50 og 5000 g /L vand og for CMC, 10 og 1000 g /L vand. Med udgangspunkt i en total volumen prøvepumpningsvand på 1,26 x 107 L (Jf. Sektion 4.2) svarer disse koncentrationer til, at der til den totale volumen prøvepumpningsvand blev tilsat de mængder angivet i Tabel 7.

Tabel 7. De koncentrationer af bentonite og CMC, der blev undersøgt i de mikrobiologiske forsøg, svarer til disse mængder, når de er fortyndet i den totale volumen prøvepumpningsvand.

  Undersøgt i forsøg i dette projekt
(μg/L)
Svarer til mængde når opløst i prøvepumpningsvand 1
Bentonite 50 126 g
  5000 12,6 kg
CMC 10 630 g
  1000 63 kg
1 Det skønnede totale prøvepumpningsvolumen, 1,26 x 107 L. Se øvrige forudsætninger i Sektion 4.2.

 



Version 1.0 Marts 2005, © Miljøstyrelsen.