Miljøprojekt,1025 – Undersøgelse af reaktiviteten af reducerende stoffer i nogle danske sedimenter – et pilotstudie

Undersøgelse af reaktiviteten af reducerende stoffer i nogle danske sedimenter – et pilotstudie

1 Indledning

Når vandet siver ned gennem jordlagene vil det i varierende grad reagere med de heri forekommende forskellige mineraler. Reaktionerne vil bl.a. være bestemt ved typen af mineraler samt den hastighed hvormed vandet siver ned gennem jordlagene. De reducerende forbindelser i sedimenterne vil således kunne reagerer med opløste oxiderende forbindelser i det nedsivende vand, som eksempelvis ilt (O₂) og nitrat (NO₃^-), og dermed påvirke koncentrationen af disse i det nedsivende vand.

I områder med naturlig grundvandsdannelse vil reduktionen af oxiderende forbindelser foregå indenfor en forholdsvis svæver zone hvis sedimenterne indE_Holder store koncentrationer af reducerende forbindelser , mens reduktionen i sedimenter med lavere indhold af reducerende forbindelser vil foregår over en bredere zone og endelig vil reduktionen i sedimenter uden indhold af reducerende forbindelser være yderst ringe og være knyttet til mikromiljøer med mikrobiel aktivitet (Ernstsen et al., 2000).

Ved en forceret grundvandsdannelse, som eksempelvis i indvindingsområder, vil oxidationen af reducerende forbindelser selvfølgelig også være knyttet til såvel indholdet som reaktiviteten af reducerende forbindelser . Nogle reducerende forbindelser må således forventes at reagere hurtigere end andre hvorfor karakteren af processen/processerne må forventes at ændre sig over tid. Således må det forventes at de hurtigst reagerende forbindelser - de mest reaktive - vil dominere procesforløbet i begyndelsen hvorefter de mere langsomt reagende forbindelser - de mindre reaktive - gradvis vil komme til at spille en stadig mere dominerende rolle for udviklingen i grundvandets kemiske sammensætning.

De reducerende forbindelser i sedimenterne kan bestå af varierende mængder af bl.a. organisk stof, reducerede jern- og manganforbindelser samt reducerede svovlforbindelser, herunder pyrit.

Reaktiviteten af reducerende forbindelser i danske sedimenter er for indeværende kun undersøgt i begrænset omfang. Der findes således ikke nogen enkel metode til at undersøge tilgængeligheden og reaktiviteten af reducerende forbindelser i sedimenter. Tilgængeligheden beregnes derfor ofte ved forskellen mellem indholdet af reducerende forbindelser i de endnu reducerede sedimenter og indholdet af reducerende forbindelser i tilsvarende oxiderede sedimenter (Ernstsen et al., 2000). Denne teoretisk beregnede tilgængelighed giver imidlertid ingen fornemmelse af hvor hurtigt (hvor reaktivt) de forskellige reducerende forbindelser i sedimenterne er, ej heller i hvilke rækkefølge de forskellige reducerende forbindelser opbruges. Et øget kendskab til såvel tilgængelighed som reaktivitet er begge nøgleparametre når udviklingen i kvaliteten og sårbarheden af en given grundvandsressource skal vurderes.

Formålet med nærværende pilotundersøgelse har været at skaffe et indledende kendskab til reaktiviteten af reducerende forbindelser i nogle typiske danske sedimenter under kontrollerede laboratorieundersøgelser med opslæmninger af jord og vand og under tilførsel af atmosfærisk luft eller ilt. Disse resultater påregnes anvendt ved senere og mere omfattende reaktivitetsstudier af danske sedimenter. De økonomiske rammer for projektet har betydet at de anvendte prøver er indsamlet og stillet til rådighed af Nordjyllands Amt, Roskilde Amt, Ringkøbing Amt, Vejle Amt, Århus Amt samt GEUS der ligeledes har bidraget med oplysninger om sedimenternes indhold af reducerende forbindelser , bl.a. organisk stof, pyrit og ferrojern.