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

4 Resultater af laboratorieundersøgelser

4.1 Resultater fra reaktivitetsforsøgene

Dersom langt den overvejende del af de reducerende forbindelser forventes at forekomme i de finere fraktioner af sedimenterne blev der gennemført indledende forsøg for at belyse hvilke størrelsesfraktioner det ville være hensigtsmæssigt at anvende ved reaktivitetsforsøgene.

For at optimere prøveforberedelsen yderligere blev der ligeledes gennemført forsøg med naturfugtige og ovntørre sedimentprøver med en kornstørrelsessammensætning < 2mm. Disse forsøg skulle hjælpe til med at anskueliggøre mulige effekter på sedimenternes evne til at reagere som følge af tørring.

4.1.1 Reaktivitetsforsøg med forskellig kornstørrelser

Betydningen af det anvendte sediments kornstørrelsessammensætning blev undersøgt for en reduceret sandprøve fra 42,5 meters dybde udtaget ved Præstbro, Nordjyllands Amt. Den anvendte prøve blev først tørret ved 105 °C, dernæst sigtet gennem en 2 mm sigte. En del af den sigtede prøve blev yderligere nedknust til < 0,250 mm. Reaktiviteten i en opslæmning af disse to prøver ved tilførsel af atmosfærisk luft er beskrevet ved pH i figur 4.1 og ved redoxpotentiale i figur 4.2.

Udviklingen i pH forløbet over tid er relativ ens for de to prøver. På figur 4.1 ses det, at pH-værdien falder omkring en enhed indenfor de første 2 timer for sedimentprøven < 2mm, hvorefter værdien fremstår konstant frem til forsøgets afslutning efter 248 timer. For prøven < 0,250 mm ses ligeledes et hurtigt fald i den målte pH-værdi indenfor de første 6 timer af forsøget, hvorefter værdien stabiliseres på et lidt lavere niveau end for prøven < 2mm gennem forsøgets første 148 timer, hvorefter pH-værdien tiltager svagt til et niveau stort set svarende til det der måltes efter 244 timer i opslæmningen med materiale < 2mm.

Ændringerne i redoxpotentialet for de to prøver med forskellig kornstørrelse efter tilførsel af atmosfærisk luft fremgår af figur 4.2. Heraf fremgår det at redoxpotentialet faldt markant fra 180 mV til 117 mV over de første 2 timer i opslemningen med fraktionen < 2mm, hvorefter redoxpotentialet steg forholdsvis hurtigt gennem forsøgets næste 50 timer til 170 mV, hvorefter stigningen fortsatte - om end noget langsommere - til 204 mV efter 244 timer. Kurveforløbet for opslæmningen med fraktionen < 0,250 mm er tilnærmelsesvis det samme som for opslæmningen med fraktionen < 2 mm. Her forekommer ligeledes et markant fald i begyndelse af forsøget, fra 230 mV ved forsøget start til 190 mV efter 24 timer. Herefter stiger redoxpotentialet atter forholdsvis hurtigt over de næste 24 timer til 228 mV, hvorefter en svagere stigning sætter ind og redoxpotentialet når op på 246 mV efter 244 timer, og således omkring 40 mV højere end for opslæmningen med fraktionen < 2mm. Forskellen i det målte redoxpotentiale for de to opslæmninger forbliver stort set uændret gennem hele måleperioden, idet redoxpotentialet højere og opslæmningen generelt mere iltet for fraktionen < 250 μm end < 2mm.

Figur 4.1. Udviklingen i pH-værdien i opslæmninger fremstillet med kornstørrelser henholdsvis < 2 mm og < 0,250 mm udtaget fra en kalkholdig sandprøve udtaget fra 42,5 meters dybde ved Præstbro, Nordjyllands Amt (DGU arkivnr. 18.310). Den oprindelige sedimentprøve blev tørret ved 105 °C forud for opdeling i kornstørrelser

Figur 4.1. Udviklingen i pH-værdien i opslæmninger fremstillet med kornstørrelser henholdsvis < 2 mm og < 0,250 mm udtaget fra en kalkholdig sandprøve udtaget fra 42,5 meters dybde ved Præstbro, Nordjyllands Amt (DGU arkivnr. 18.310). Den oprindelige sedimentprøve blev tørret ved 105 °C forud for opdeling i kornstørrelser.

Figur 4.2. Udviklingen i redoxpotentialet (E<sub>H</sub>) i opslæmninger fremstillet med kornstørrelser henholdsvis < 2 mm og < 0,250 mm. Prøverne stammer fra en kalkholdig sandprøve udtaget i 42,5 meters dybde ved Præstbro, Norjyllands Amt (DGU arkivnr. 18.310). Den oprindelige sedimentprøve blev tørret ved 105 °C forud for opdeling i fraktioner

Figur 4.2. Udviklingen i redoxpotentialet (EH) i opslæmninger fremstillet med kornstørrelser henholdsvis < 2 mm og < 0,250 mm. Prøverne stammer fra en kalkholdig sandprøve udtaget i 42,5 meters dybde ved Præstbro, Norjyllands Amt (DGU arkivnr. 18.310). Den oprindelige sedimentprøve blev tørret ved 105 °C forud for opdeling i fraktioner.

4.1.1.1 Sammenfatning

På baggrund af resultaterne fra disse forsøg blev det besluttet at fortsætte reaktivitetsundersøgelsen med opslæmninger tilberedt af partikler < 2mm, idet nedknusning og findeling specielt synes at påvirke redoxpotentialet og dermed iltforbruget i opslæmningen.

4.1.2 Reaktivitetsforsøg med naturfugtige og tørrede sedimenter

To forskellige forbEHandlinger af sedimentprøver blev undersøgt. Naturfugtige prøver blev sigtet gennem en 2 mm sigte og herefter anvendt til forsøg og ovntørre sedimentprøver blev tørret ved 105 °C til konstant vægt og efterfølgende sigtet gennem en 2 mm sigte. Sidstnævnte prøvetype betegnes herefter som tørre sedimentprøver.

De anvendte opslæmning blev som allerede nævnt fremstillet med en sedimentmængde svarende til 125 g tørret sediment i 500 ml demineraliseret vand (milliQ gradient, Millipore). Derfor har det været nødvendigt at justere mængden af naturfugtigt prøve på baggrund det naturlige vandindhold bestemt ved 105 °C hvorved samtlige forsøg er gennemført med et jord-væskeforhold på 1:4. Under tilførslen af ilt blev der gennemført samtidige målinger af pH og EH.

4.1.2.1 Reaktivitetsforsøg med sedimentprøve udtaget i 3 meters dybde ved Davling, Vejle Amt

Udviklingen i pH-værdien i opslæmniger forberedt med henholdsvis naturfugtig og tør prøve (< 2mm) fremgår af figur 4.3. I opslæmningen med naturfugtig prøve var pH-værdien stort set konstant, omkring 8, gennem hele forsøgsperioden på 120 timer. I opslæmningen med den tørre prøve blev pH-værdien indledningsvis målt til 6,5, hvorefter værdien steg langsomt til 7,2 efter 120 timer hvorefter pH-værdien forblev stort set uændret til forsøgets afslutning efter 168 timer. Den målte pH-værdi i opslæmningen med tørret prøve var således gennem hele forsøgsperioden tæt ved 1-1½ enhed lavere end de værdier der måltes i opslæmningen med naturfugtig jord.

Figur 4.3. Udviklingen i pH-værdien i opslæmninger med henholdsvis naturfugtig og tørret prøve, begge er < 2 mm. Prøverne stammer fra en iltet, kalkfri sandprøve udtaget i 3 meters dybde ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952)

Figur 4.3. Udviklingen i pH-værdien i opslæmninger med henholdsvis naturfugtig og tørret prøve, begge er < 2 mm. Prøverne stammer fra en iltet, kalkfri sandprøve udtaget i 3 meters dybde ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952).

I figur 4.4 er udviklingen i redoxpotentialet vist for samme prøve fra Davding. For begge opslæmningen er redoxpotentialet ret stabilt gennem forsøgsperioden (120 og 168 timer) hvor det ligger på omkring 330 mV og 360 mV for henholdsvis den naturfugtige og den tørre prøver.

Indholdet af sulfat (SO42-) i begge opslæmningen ligger forholdsvis konstant og tæt på 3 mg sulfat per liter gennem forsøgsperioden på 168 timer, figur 4.5.

Figur 4.4. Udviklingen i redoxpotentialet (E<sub>H</sub>) i opslæmninger med henholdsvis naturfugtig og tørret sedimentprøve, begge < 2 mm. Prøverne stammer fra en iltet, kalkfri sandprøve udtaget i 3 meters dybde ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952)

Figur 4.4. Udviklingen i redoxpotentialet (EH) i opslæmninger med henholdsvis naturfugtig og tørret sedimentprøve, begge < 2 mm. Prøverne stammer fra en iltet, kalkfri sandprøve udtaget i 3 meters dybde ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952).

Figur 4.5. Udviklingen i koncentrationen af sulfat (SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>) under tilførsel af ilt til opslæmninger med henholdsvis naturfugtig og tørret prøve, begge < 2 mm. Prøverne stammer fra en iltet, kalkfri sandprøve udtaget i 3 meters dybde ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952)

Figur 4.5. Udviklingen i koncentrationen af sulfat (SO42-) under tilførsel af ilt til opslæmninger med henholdsvis naturfugtig og tørret prøve, begge < 2 mm. Prøverne stammer fra en iltet, kalkfri sandprøve udtaget i 3 meters dybde ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952).

4.1.2.2 Reaktivitetsforsøg med sedimentprøve udtaget i 49 meters dybde ved Davling, Vejle Amt

I figur 4.6 er udviklingen i pH-værdien vist for opslæmninger med henholdsvis naturfugtig prøve og tørret prøver stammende fra en reduceret, kalkholdig lerprøve fra 49 meters dybde ved Davding, Vejle Amt. For opslæmningen med den naturfugtige prøve aftager pH-værdien indenfor de første 24 timer fra 9,3 til 8,7 hvorefter den forbliver stort set uændret gennem frem til forsøgets afslutning efter 120 timer. I opslæmningen med tørret sedimentprøve stiger pH-værdien fra 8,2 ved forsøgets begyndelse til 8,8 efter 24 timer hvorefter pH-værdien forbliver stort set uændret frem til forsøgets afslutning efter 168 timer.

Figur 4.6. Udviklingen i pH-værdien under tilførsel af ilt til opslæmninger med naturfugtig og tørret prøve, begge < 2 mm. Prøverne stammer fra en reduceret, kalkholdig lerprøve udtaget i 49 meter ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952)

Figur 4.6. Udviklingen i pH-værdien under tilførsel af ilt til opslæmninger med naturfugtig og tørret prøve, begge < 2 mm. Prøverne stammer fra en reduceret, kalkholdig lerprøve udtaget i 49 meter ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952).

Den samtidige udvikling i redoxpotentialerne i opslæmninger med naturfugtig og tørret sedimentprøve fremgår af figur 4.7. Det ses på figuren, at redoxpotentialet i opslæmningen med den naturfugtige prøve stiger fra 190 mV til 230 mV gennem forsøget, hvilket tyder på at tilførslen overstiger forbruget af ilt, hvorved gradvis mere iltrige forhold bygges op. Udviklingen i redoxpotentialet antyder ligeledes at forbruget af ilt er forholdsvis stort, dersom stigningen i potentialet sker forholdsvis langsomt. I opslæmningen med den tørrede prøve sker der et fald i redoxpotentialet fra 270 mV til 180 mV indenfor de første 48 timer hvorfor forbruget af ilt her synes at være større end den tilførte mængde, med stadig mere reducerende forhold op i opslæmningen til følge. Ved afslutningen af forsøget, efter 168 timer, måltes et redoxpotentialet på 171 mV.

Figur 4.7. Udviklingen i redoxpotentialet (E<sub>H</sub>) under tilførsel af ilt til opslæmninger med henholdsvis naturfugtig og tørret sedimentprøve, begge < 2 mm. Prøverne stammer fra en reduceret, kalkholdig lerprøve udtaget i 49 meter ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952)

Figur 4.7. Udviklingen i redoxpotentialet (EH) under tilførsel af ilt til opslæmninger med henholdsvis naturfugtig og tørret sedimentprøve, begge < 2 mm. Prøverne stammer fra en reduceret, kalkholdig lerprøve udtaget i 49 meter ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952).

Løbende målinger af sulfatindholdet i opslæmningerne i forbindelse med tilførslen af ilt fremgår af figur 4.8. I opslæmningen med den naturfugtige prøve stiger koncentrationen af sulfat fra 210 mg sulfat pr. liter målt efter 72 timer til 340 mg sulfat pr. liter målt efter 168 timer. I opslæmningen med den tørre prøve sker der ligeledes en stigning i indholdet af sulfat, fra 143 mg sulfat målt efter 72 timer til 291 mg sulfat målt efter 264 timer. I begge prøver må det antages at stigningen i indholdet af sulfat er knyttet til en iltning af prøvens oprindelige indhold af pyrit.

Figur 4.8. Udviklingen i koncentrationen af sulfat (SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>) under tilførsel af ilt til opslæmninger med henholdsvis naturfugtig og tørret sedimentprøve, begge prøver er < 2 mm. prøverne stammer fra en reduceret, kalkholdig lerprøve udtaget i 49 meter ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952)

Figur 4.8. Udviklingen i koncentrationen af sulfat (SO42-) under tilførsel af ilt til opslæmninger med henholdsvis naturfugtig og tørret sedimentprøve, begge prøver er < 2 mm. prøverne stammer fra en reduceret, kalkholdig lerprøve udtaget i 49 meter ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952).

4.1.2.3 Reaktivitetsforsøg med sedimentprøve udtaget i 60 meters dybde ved Davling, Vejle Amt

Udviklingen i pH-værdien målt i opslæmninger med henholdsvis naturfugtig og tørret sedimentprøve udtaget i 60 meters dybde ved Davling i Vejle Amt fremgår af figur 4.9. I begyndelsen af forsøget er de målte pH-værdier forholdsvis ens i de to opslæmninger, omkring 7,5. Den målte pH-værdi i opslemningen med tørret prøve forbliver stort set uændret gennem hele forsøget mens pH-værdien i opslæmningen med den naturfugtige prøve stiger markant efter de første 48 timer til 8,4, hvorefter pH-værdien atter aftager og når en værdi på 7,8 efter 120 timer. Stigningen i pH-værdien efter de første 48 timer af forsøget kan formodentligt forklares ved iltning af organisk materiale, der er forholdsvis højt i denne prøve med et indhold på 4,3 % C. Omsætningen af organisk stof træder tydeligst frem i forsøgets 24 til 48 timer hvorefter en del af den forøgede mængde alkalinitet antagelig skjules ved en samtidig dannelse af syre i forbindelse med iltning af pyrit. En mindre mikrobiologisk aktivitet i den tørrede prøve som følge af opvarmning til 105 °C er antagelig årsagen til at stigningen i pH-værdien her er langt mindre udtalt i denne opslemning end tilsvarende for opslæmningen med den naturfugtige prøve.

Opslæmningen med den tørrede jord har et svagt højere redoxpotentiale (241 mV) end opslæmningen med den naturfugtige prøve (220 mV) ved begyndelsen af forsøget, figur 4.10. Herefter aftager redoxpotentialet for opslæmningen med den tørre jord gennem forsøgets første 48 timer til 214 mV hvorefter redoxpotentialet atter stiger, om end meget svag til 268 mV, ved forsøget afslutning efter 168 timer. Denne stigning tyder på at mængden af ilt der tilføres opslæmningen er lidt højere end den mængde der forbruges. I opslæmningen med den naturfugtige prøve hvor den mikrobielle aktivitet antages at være større forbruges den tilførte ilt og først ved forsøgets afslutning efter 125 timer begynder redoxpotentialet til stige og er her 311 mV.

Figur 4.9. Udviklingen i pH-værdien i opslæmninger fremstillet med henholdsvis naturfugtig og tørret sedimentprøve, begge med partikler < 2 mm. Prøverne stammer fra en reduceret prøve af glimmerler udtaget i 60 meter ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952).

Figur 4.9. Udviklingen i pH-værdien i opslæmninger fremstillet med henholdsvis naturfugtig og tørret sedimentprøve, begge med partikler < 2 mm. Prøverne stammer fra en reduceret prøve af glimmerler udtaget i 60 meter ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952).

Figur 4.10. Udviklingen i redoxpotentialet (E<sub>H</sub>) i opslæmninger fremstillet med henholdsvis naturfugtig og tørret sedimentprøve, begge med partikler < 2 mm. Prøverne stammer fra en reduceret prøve af glimmerler udtaget i 60 meter ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952)

Figur 4.10. Udviklingen i redoxpotentialet (EH) i opslæmninger fremstillet med henholdsvis naturfugtig og tørret sedimentprøve, begge med partikler < 2 mm. Prøverne stammer fra en reduceret prøve af glimmerler udtaget i 60 meter ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952).

Indholdet af sulfat i opslæmningerne steg markant, figur 4.11. For opslæmningen med den naturfugtige prøve steg koncentrationen fra 167 mg pr. liter målt efter 72 timer til 279 mg sulfat pr. liter efter 168 timer. I opslæmningen med den tørrede prøve hvor den tilførte ilt i mindre grad forbruges ved mikrobiel omsætning af organisk stof stiger koncentrationen af sulfat fra 362 mg pr. liter efter 24 timer til 643 mg sulfat pr. liter efter 264 timer.

Figur 4.11. Udviklingen i koncentrationen af sulfat (SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>) i opslæmninger fremstillet med henholdsvis naturfugtig og tørret sedimentprøve, begge med partikler < 2 mm. Prøverne stammer fra en reduceret prøve af glimmerler udtaget i 60 meter ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952)

Figur 4.11. Udviklingen i koncentrationen af sulfat (SO42-) i opslæmninger fremstillet med henholdsvis naturfugtig og tørret sedimentprøve, begge med partikler < 2 mm. Prøverne stammer fra en reduceret prøve af glimmerler udtaget i 60 meter ved Davding, Vejle Amt (DGU arkivnr. 97.952).

4.1.2.4 Sammenfatning

På baggrund af forsøgene med prøverne fra Davding hvor det viste sig at tørringen påvirkede prøvens naturlige egenskaber, ved bl.a. den mikrobielle aktivitet, blev det besluttet at gennemføre de følgende reaktivitetsforsøg med naturfugtige sedimentprøver sigtet gennem en 2 mm sigte. Sedimentprøver der forud for forsøgene blev opbevaret nedfrossen blev opbevaret i køleskab ved ca. 5 °C i en uge forud for analyse for at etablere prøvens oprinde mikrobielle egenskaber.

4.1.3 Reaktivitetsforsøg med sedimenter fra Ringkøbing Amt

4.1.3.1 Reaktivitetsforsøg med sedimentprøve udtaget i 8,85-9,35 meter ved Uhre, Ringkøbing Amt

Udviklingen i pH og redoxpotentiale i en opslæmning med naturfugtigt jord fra Uhre (DGU arkivnr. 104.2404) fremgår af figur 4.12. pH-værdien i opslæmningen er forholdsvis konstant, omkring 7,1 , gennem hele forsøgsperioden. Redoxpotentialet blev ved begyndelsen af forsøgets målt til 403 mV og faldt svagt gennem forsøget til 307 mV efter 243 timer. Forbruget af ilt i denne iltede sedimentprøve kan bl.a. skyldes et forbrug foranlediget af mikrobiel aktivitet og/eller iltning af jernforbindelser, der kun meget langsomt iltets under naturlige forhold.

Figur 4.12. Udviklingen i pH og redoxpotentialet (E<sub>H</sub>) i en opslæmning fremstillet med naturfugtig sedimentprøve, < 2 mm. Prøven stammer fra en iltet, kalkfri sandprøve udtaget fra boringen DGU arkivnr. 104.2404 i dybden 8,85-9,35 meter ved Uhre, Ringkøbing Amt.

Figur 4.12. Udviklingen i pH og redoxpotentialet (EH) i en opslæmning fremstillet med naturfugtig sedimentprøve, < 2 mm. Prøven stammer fra en iltet, kalkfri sandprøve udtaget fra boringen DGU arkivnr. 104.2404 i dybden 8,85-9,35 meter ved Uhre, Ringkøbing Amt.

4.1.3.2 Reaktivitetsforsøg med sedimentprøve udtaget i 25,15-25,65 meter ved Uhre, Ringkøbing Amt

Udviklingen i pH og redoxpotentialet under tilførsel af ilt til en opslæmning af naturfugtig, reduceret ler fra dybden 25,15-25,65 m ved Uhre (DGU arkivnr. 104.2404) fremgår af figur 4.13. Her ses pH-værdien i opslæmningen at falde markant gennem forsøgsperioden, fra 7.1 ved forsøgets start til 4,5 ved afslutningen af forsøget efter 195 timer.

Redoxpotentialet i opslæmningen falder svagt gennem forsøgets første 96 timer til hvorefter redoxpotentialet atter stiger svagt til ca. 350 mV efter 195 timer.

Figur 4.13. Udviklingen i pH og redoxpotentialet (E<sub>H</sub>) i en opslæmning fremstillet med naturfugtig sedimentprøve, < 2 mm. Prøven stammer fra reduceret ler udtaget fra boringen DGU arkivnr. 104.2404 i dybden 25,15-25,65 meter ved Uhre, Ringkøbing Amt.

Figur 4.13. Udviklingen i pH og redoxpotentialet (EH) i en opslæmning fremstillet med naturfugtig sedimentprøve, < 2 mm. Prøven stammer fra reduceret ler udtaget fra boringen DGU arkivnr. 104.2404 i dybden 25,15-25,65 meter ved Uhre, Ringkøbing Amt.

4.1.3.3 Reaktivitetsforsøg med sedimentprøve udtaget i 13,2-13,7 meter ved Uhre, Ringkøbing Amt

Udviklingen i pH og redoxpotentiale i opslæmningen af naturfugtig iltet sandprøve udtaget i dybden 13,2-13,7 m ved Uhre, Ringkøbing amt, (DGU arkivnr. 94.2757) fremgår af figur 4.14. Her ses pH-værdien at forblive konstant omkring 8,9 gennem hele forsøget. Redoxpotentialet varierer ligeledes kun lidt og ligger på omkring 270 mV. Som ventet betyder tilførselen af ilt meget lidt for såvel pH som redoxpotentiale for denne iltede sandprøve.

Figur 4.14. Udviklingen i pH og redoxpotentialet (E<sub>H</sub>) i en opslæmning med naturfugtig sedimentprøve, < 2 mm. Prøven stammer fra en iltet sandprøve udtaget fra boringen DGU arkivnr. 94.2757 i dybden 13,2-13,7 meter ved Uhre, Ringkøbing Amt

Figur 4.14. Udviklingen i pH og redoxpotentialet (EH) i en opslæmning med naturfugtig sedimentprøve, < 2 mm. Prøven stammer fra en iltet sandprøve udtaget fra boringen DGU arkivnr. 94.2757 i dybden 13,2-13,7 meter ved Uhre, Ringkøbing Amt.

4.1.3.4 Reaktivitetsforsøg med sedimentprøve udtaget i 8,45-8,70 meter ved Brande, Ringkøbing Amt

Udviklingen i pH og redoxpotentialet i opslæmningen med en reduceret sandprøve udtaget i dybden 8,45 – 8,70 m ved Brande i Ringkøbing Amt (DGU105.1798) fremgår af figur 4.15. Det ses på figuren, at pH falder gennem forsøget, fra en værdi på 8,5 ved begyndelsen af forsøget til 7,3 ved afslutning af forsøget efter 243 timer. Samtidig stiger redoxpotentialet fra 264 mV ved begyndelsen af forsøget til 292 mV ved afslutningen af forsøget. De forholdsvis høje pH-værdier indledningsvis i forsøget tyder på at der dannes alkalinitet som følge at mikrobiel aktivitet og senere betyder iltningen af bl.a. pyrit at der samlet set sker et fald i pH-værdien. Udviklingen i redoxpotentialet mod stadig højere værdier tyder på at tilførslen af ilt overstiger forbruget til såvel mikrobielle processer som iltningen af reducerende forbindelser, hvilket også er i overensstemmelse med et forholdsvis lavt indhold af reducerende forbindelser i denne sedimentprøve. Således steg indholdet af sulfat i væsken fra opslæmningen fra 3,5 mg pr. liter ved begyndelsen af forsøget til 10 mg pr. liter ved slutningen af forsøget (data ikke vist).

Figur 4.15. Udviklingen i pH og redoxpotentialet (E<sub>H</sub>) i en opslæmning fremstillet med naturfugtig sedimentprøve, < 2 mm. Prøven stammer fra iltet sandprøve udtaget fra boringen DGU arkivnr. 105.1798 i en dybde af 8,45-8,70 meter ved Brande, Ringkøbing Amt.

Figur 4.15. Udviklingen i pH og redoxpotentialet (EH) i en opslæmning fremstillet med naturfugtig sedimentprøve, < 2 mm. Prøven stammer fra iltet sandprøve udtaget fra boringen DGU arkivnr. 105.1798 i en dybde af 8,45-8,70 meter ved Brande, Ringkøbing Amt.

4.1.4 Reaktivitetsforsøg med sedimenter fra Roskilde Amt

4.1.4.1 Reaktivitetsforsøg med sedimentprøve udtaget i 5 meter ved Lille-Skensved, Roskilde Amt

Udviklingen i pH og redoxpotentiale i en opslemning med sedimentprøve udtaget i 5,0 meter ved Lille-Skensved, Roskilde Amt (DGU arkivnr. 212.1308), fremgår af figur 4.16. pH-værdien i opslæmningen steg fra 8,5 til 9,1 gennem de første 93 timer, hvorefter værdien atter aftog jævnt gennem resten af forsøget, til 8,6 efter 240 timer. Dette forløb tyder på, at der i begyndelsen sker en iltning af let tilgængeligt organisk stof (ved forsøgsstart 0,17 % C), hvorefter andre processer synes at styre udviklingen i pH, herunder iltningen af pyrit, der ved begyndelsen af forsøget udgjorde 0,32 % FeS2.

Redoxpotentialet er ved begyndelsen af forsøget målt til 254 mV, hvorefter det aftager markant gennem de første 22 timer til 200 mV og yderligere aftager - om end svagere - til 176 mV efter 93 timer, hvorefter redoxpotentialet atter stiger gennem resten af forsøgsperioden til 210 mV efter 240 timer.

4.1.4.2 Reaktivitetsforsøg med sedimentprøve udtaget i paleocænt kalk ved Køge, Roskilde Amt

Udviklingen i pH og redoxpotentiale i en opslæmninger med paleocænt kalk fra Køge, Roskilde Amt (DGU arkivnr. 212.1310), fremgår af figur 4.17. Den paleocæne kalk er karakteriseret ved yderst ringe indhold af reducerende forbindelser samt et lille indhold af organisk stof.

I begyndelsen af forsøget er pH-værdien 8,8 og værdien stiger svagt gennem forsøget til 9,1 efter 384 timer.

Samtidig med at der indtræder en svag stigning i pH-værdien sker der et svagt fald i redoxpotentialet i opslæmningen, fra 239 mV ved begyndelsen af forsøget til 183 mV ved slutningen af forsøget, svarende til 384 timer.

Figur4.16. Udviklingen i pH og redoxpotentialet (E<sub>H</sub>) i en opslæmning fremstillet med naturfugtig sedimentprøve, < 2 mm. Prøven stammer fra en reduceret kalkholdig lerprøve udtaget fra boringen med DGU arkivnr. 212.1308 i dybden 5,0 meter ved Lille-Skensved, Roskilde Amt.

Figur4.16. Udviklingen i pH og redoxpotentialet (EH) i en opslæmning fremstillet med naturfugtig sedimentprøve, < 2 mm. Prøven stammer fra en reduceret kalkholdig lerprøve udtaget fra boringen med DGU arkivnr. 212.1308 i dybden 5,0 meter ved Lille-Skensved, Roskilde Amt.

Figur 4.17. Udvikling i pH og redoxpotentialet (E<sub>H</sub>) i en opslæmning fremstillet med naturfugtig sedimentprøve, < 2 mm. Prøven stammer fra boringen DGU arkivnr. 212.1310 og er udtaget fra paleocænt kalk i en boring ved Køge, Roskilde Amt

Figur 4.17. Udvikling i pH og redoxpotentialet (EH) i en opslæmning fremstillet med naturfugtig sedimentprøve, < 2 mm. Prøven stammer fra boringen DGU arkivnr. 212.1310 og er udtaget fra paleocænt kalk i en boring ved Køge, Roskilde Amt.

4.1.5 Reaktivitetsforsøg med sedimenter fra Århus Amt

4.1.5.1 Reaktivitetsforsøg med sedimentprøve udtaget i 32,0-32,5 meter ved Boulstrup, Århus Amt

Udviklingen i pH og redoxpotentiale i opslemningen af sediment fra iltet sand udtaget i dybden 32-32,5 m ved Boulstrup, Århus Amt; (DGU arkivnr. 108.241) fremgår af figur 4.18.

Her fremgår det at pH-værdien i opslæmningen stiger en anelse fra 8,4 ved forsøgets start til 8,6 efter 46 timer hvorefter der sker et generelt fald til 7,7 målt efter 384 timer. Redoxpotentialet er målt til 295 mV ved begyndelsen af forsøget hvorefter det aftager til 232 mV efter 22 timer for atter at stige til 250 mV efter 384 timer. Den tilførte ilt bruges således til at opbygge gradvis mere iltrige forhold i denne opslæmning.

Figur 4.18. Udviklingen i pH og redoxpotentialet (E<sub>H</sub>) i en opslæmning fremstillet med naturfugtig sedimentprøve, < 2 mm. Prøven stammer fra iltet sand udtaget fra boringen DGU arkiv nr. 104.2404 i dybden 32,0-32,5 meter ved Boulstrup, Århus Amt

Figur 4.18. Udviklingen i pH og redoxpotentialet (EH) i en opslæmning fremstillet med naturfugtig sedimentprøve, < 2 mm. Prøven stammer fra iltet sand udtaget fra boringen DGU arkiv nr. 104.2404 i dybden 32,0-32,5 meter ved Boulstrup, Århus Amt.

4.1.5.2 Reaktivitetsforsøg med sedimentprøve udtaget i 57,0-57,5 meter ved Boulstrup, Århus Amt

Udviklingen i pH og redoxpotentiale i opslæmningen med naturfugtigt sediment fra dyben 57,0-57,5 m fra Broulstrup, Århus Amt (DGU arkivnr. 108.241) fremgår af figur 4.19.

I denne opslæmning er udgangsværdien for pH målt til 8,8, hvorefter den stiger til 9,1 efter 22 timer. Dette niveau holdes frem til 215 timer efter forsøgsstart hvor pH-værdien atter begynder at aftage svagt til 8,41 målt efter 384 timer. Forløbet antyder at der der indledningsvis sker en mikrobiel omdannelse af organisk stof og en samtidig dannelse af alkalinitets samt en iltning af pyrit, der i sidste del af forsøget markeres for Redoxpotentialet er målt til 222mV ved begyndelsen af forsøget hvorefter det aftager til 176 mV efter 22 timer hvorefter det holder sig nogen lunde konstant indtil afslutningen af forsøget, svarende til 384 timer. Tilførslen af ilt svarer således til den mængde der anvendes mikrobielle og kemiske processer i dette sediment.

Figur 4.19. Udviklingen i pH og redoxpotentialet (E<sub>H</sub>) i en opslæmning med naturfugtig sedimentprøve, < 2 mm. Prøven stammer fra boringen DGU arkivnr. 104.2404 i dybden 57,0-57,5 meter ved Broulstrup, Århus Amt

Figur 4.19. Udviklingen i pH og redoxpotentialet (EH) i en opslæmning med naturfugtig sedimentprøve, < 2 mm. Prøven stammer fra boringen DGU arkivnr. 104.2404 i dybden 57,0-57,5 meter ved Broulstrup, Århus Amt.

 



Version 1.0 Juli 2005, © Miljøstyrelsen.