BioGel til rensning af olieforurenet jord

6 Bilag

Bilag A: Jordkarakterisering

DMR har den 16. februar 2004 udtaget jord på en uforurenet lokalitet i det sydøstlige Vendsyssel (2,0-2,5 m.u.t.). Der er foretaget sigte- og hydrometeranalyse samt vandindholds- og glødetabsbestemmelse på jorden. Kornstørrelsesfordelingen er gengivet i figur A.1. På baggrund af kornstørrelsesfordelingen kan jorden karakteriseres som finsand.

Figur A.1: Kornstørrelsesfordeling for forsøgsjord.

Figur A.1: Kornstørrelsesfordeling for forsøgsjord.

Nøgletal for jorden fremgår af tabel A.1, hvor indholdet af organisk kulstof (foc) er estimeret på baggrund af glødetabet via følgende relation: foc = glødetab(%)/100·0,58 [Romano og Santini, 1997].

Jordtype w
(%)
Ler
(%)
Silt
(%)
Sand
(%)
Grus
(%)
Glødetab
(%)
foc
(-)
fin mellem grov
Finsand 10,4 0 17 73 10 0 0 0,71 0,004

Tabel A.1: Resultater af jordtypekarakterisering.

Bilag B: Opsætning af laboratorieforsøg

Forsøgsmatricen for forsøget til gennemførelse af en kontrolleret afprøvning af BioGel-teknologien i forhold til nedbrydning af frisk fyringsolie fremgår af tabel B.1.

Behandling Kontrol Naturlig Kultur BioGel
A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2
Ilt X X X X X X X X
Næringssalte     X X X X X X
Mikroorganismer         X X (X) (X)
BioGel             X X

Tabel B.1: Forsøgsmatrice. (X) = BioGel indeholder kultur.

A.1: Initial forsøgsopsætning

Forsøget er igangsat den 11. august 2004. Til stede ved forsøgsopsætningen var: Per Loll (Dansk Miljørådgivning A/S), Kaj Henriksen (Aalborg Universitet) samt Jørgen Mølgaard Christensen og Per Axelgaard (begge Biorem).

Jord og vandindhold

Forsøgene er udført på en finkornet sandjord udtaget den 16. februar 2004 af DMR; jf. bilag A. Som det fremgår af bilag A er det naturlige vandindhold i sandjorden (ved markkapacitet) ca. 10 w/w %, hvorfor det er tilstræbt, at gennemføre forsøgene ved et initialt vandindhold på ca. 8 w/w %, svarende til et vandindhold tæt på markkapacitet, men med mulighed for yderligere tilsætning af diverse forbrugsstoffer.

Inden forsøgsopsætningen blev der foretaget en lufttørring af sandjorden ved at udbrede denne i et tyndt lag. Der blev efterfølgende udført dobbeltbestemmelse af startvandindholdet i jorden (hhv. 0,5 og 0,3 w/w %). Der blev afvejet otte portioner á 5 kg jord, svarende til ca. 4,98 kg TS.

Olie

Alle forsøgsbeholdere er til start tilsat 18 mL frisk fyringsolie, svarende til et startniveau på ca. 3.070 mg/kg TS.

Næringssalte

Til behandlingerne B, C og D er der tilsat næringssalte i opløsning leveret af Biorem. Densiteten for næringssaltoplysningen er opgivet til 1,36 g/mL. Opløsningen indeholder kvælstof (N), fosfor (P) og svovl (S) i følgende koncentrationer: N (200 g/L): P (50 g/L) : S (30 g/L)

Der er tilstræbt en tilsætning af næringssaltopløsningen på mellem 1 og 2 mL pr. behandling, svarende til det forventede behov ved nedbrydning af ca. 25 % af den tilsatte fyringsolie. På baggrund af oplæg fra Biorem er behandling B og C tilsat 1,1 mL næringssaltopløsning, mens behandling D er tilsat 0,74 mL.

Den mindre tilsætning for behandling D end for behandling B og C skyldes et indhold af næringssalte i den tilsatte gel anslået af Biorem på ca. 0,5 g, hvilket omregnet til en ækvivalent mængde næringssaltopløsning giver ca. 0,36 mL.

Biorem har efterfølgende oplyst, at der i kulturen tilsat behandling C kan anslås en maksimal kvælstofkoncentration på ca. 0,4 g/L, mens der i BioGel'en tilsat behandling D kan anslås en maksimal kvælstofkoncentration på ca. 0,48 g/L. Begge disse koncentrationer er anslået på baggrund af den mængde kvælstof der er tilsat under opformeringen, samt under antagelse af at der ikke er sket biomassevækst, hvorfor der er tale om absolut maksimale estimater.

Ved den aktuelle tilsætning af kultur og BioGel på 300 g (se nedenfor), kan det på baggrund af ovenstående anslås, at kvælstoftilsætningen med kultur og BioGel har været på maksimalt mellem 0,12 og 0,14 g N pr. tønde. Dette modsvarer en maksimal ækvivalent tilsætning af næringssaltopløsning til behandling C og D på hhv. ca. 0,6 og 0,7 mL.

Kultur/BioGel

Behandling C er tilsat mikroorganismer i form af 300 mL kultur (BS03) opdyrket i vandig suspension af Biorem. Kulturen tilsat behandling C består således af mikroorganismer samt den suspension de er opvokset i med eventuelt restindhold af substrater (olie, glukose) og næringssalte. Der bemærkedes en svag olielugt i kulturen ved forsøgsopstillingen. pH i kulturen er af Biorem oplyst til 7,4.

Behandling D er tilsat BioGel, der er en færdig blanding af vand, mikroorganismer (BS03), 1,5 % gel (celluloseether) og 0,5 % calciumkarbonat. Opdyrkningen af bakterier er foretaget i gelen, således, at mikroorganismerne er tilvænnet forholdene i denne. pH i BioGelen er af Biorem oplyst til 6,8. Der er arbejdet efter en geltilsætning på 300 g pr. tønde (300 g gel pr. 4,98 kg TS), svarende til dosering af ca. 6 % BioGel.

Biorem har oplyst, at de olienedbrydende kulturer er opvokset ved 23°C med glukose og dieselolie som substrater (forhold mellem 2,5:1 og 5:1).

Faktisk tilsætning

I tabel B.2 er der foretaget en sammenstilling af de faktiske tilsætninger af diverse forbrugsstoffer til de otte forsøgsbeholdere.

Behandling Kontrol Naturlig Kultur BioGel
A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2
Olie [mL] 18 18 18 18 18 18 18 18
Næringssalte [mL] 0 0 1,1 1,1 1,1* 1,1* 0,74* 0,74*
Kultur [mL] 0 0 0 0 300 300 0 0
BioGel [mL] 0 0 0 0 0 0 299,1 300
Vand [mL] 400 400 400 400 100 100 100 100

Tabel B.2: Initial forsøgsopsætning.

* = eksklusiv det der er tilsat via kultur og BioGel.

Fysisk opsætning

For at opnå en homogen opblanding af olie i de ca. 5 kg jord pr. beholder er der først udtaget mellem 250 og 350 g jord i en mindre plasticpose. I dette mindre batch er der tilsat olie, hvorefter der er foretaget en grundig sammenblanding.

Efterfølgende er der foretaget en sammenblanding af den mindre delmængde i resten af jordpartiet sammen med de afmålte væskemængder (kultur, BioGel og vand tilsat næringssaltopløsning). Sammenblanding er foretaget i en klar plasticpose, hvorfra der er udtaget jordprøver til startkarakterisering af kulbrinteindhold, kimtal, pH og kvælstof. Efterfølgende er indholdet i poserne overført til en på forhånd afmærket beholder.

For at opnå en ensartet prøvebehandling har én og samme person foretaget afmærkning af prøveemballage og afmåling af olie og næringssalte, mens én har foretaget sammenblanding af behandling A1, B1, C1 og D1, én har foretaget sammenblanding af behandling A2, B2, C2 og D2, og én har stået for efterfølgende prøveudtagning og overførsel til tønderne.

Bemærkninger

Under sammenblanding af jorden til behandling A2 opstod der et hul i plasticposen, hvorved en mindre jordmængde (~ 200 g) faldt på gulvet. Denne jordmængde blev efterfølgende opsamlet og sammenblandet med resten af jordmængden.

For tønde D1 blev næringssaltopløsningen ved en fejl ikke tilsat den afmålte vandmængde inden vandet blev tilsat jorden. Næringssaltene blev tilsat efterfølgende, hvorefter sammenblandingen blev foretaget.

Ovenstående vurderes ikke at have nogen betydning for forsøgsresultaterne.

A.2: Supplerende behandling

Tidspunkt

På forsøgets dag 57 er der foretaget en supplerende behandling. Der er redegjort for motivationen og detaljerne for behandlingen i det følgende.

Vandindhold

Resultaterne for vandindholdet fra dag 36, viser tilsyneladende et fald i vandindholdet i jorden i samtlige forsøgsbeholdere fra ca. 7,3 til ca. 5,8 w/w %, jf. bilag C.3. På baggrund af disse resultater er det vurderet hensigtsmæssigt at hæve vandindholdet med 4 % til et niveau omkring 10 %, svarende til jordens markkapacitet, jf. bilag A.

En øgning af vandindholdet med ca. 4 % er, på baggrund af et skøn over den resterende jordmængde i beholderne, vurderet at svare til ca. 185 mL væske pr. beholder.

Kultur/BioGel

Ved feltanvendelse af BioGel-teknologien vil der ifølge Biorem ofte blive foretaget en supplerende behandling/reinjektion af BioGel efter en periode på omkring 3 uger. Ved den påtænkte hævning af vandindholdet er det således vurderet hensigtsmæssigt, og repræsentativt for feltanvendelser af teknologien, at foretage en yderligere tilsætning af mikroorganismer, hhv. kultur og BioGel, til jorden for behandling C og D.

Behandling C er tilsat mikroorganismer i form af 185 mL kultur opdyrket i vandig suspension af Biorem. Behandling D er tilsat ca. 185 g BioGel med en gel-koncentration på 1 %, hvorimod den første gel-behandling blev foretaget med 1,5 % gel. Den lavere gel-koncentration er valgt for at lette homogeniseringen af jorden.

Næringssalte

Til behandlingerne B, C og D er der tilsat næringssalte, svarende til ca. 1 mL stokopløsning. Næringssaltene er opløst i de tilsatte væskemængder, jf. ovenfor. Biorem har således oplyst, at koncentrationen af kvælstof (N) og fosfor (P) i hhv. postevand (tilsat behandling B), kultur (tilsat behandling C) og BioGel (tilsat behandling D) var 670 mg nitrat-N/L, 240 mg ammonium-N/L, 210 mg amid-N/L og 130 mg fosfat-P/.

Totalt set er hver beholder således tilsat ca. 0,21 g N og 0,024 g P, svarende til en stigning i kvælstofkoncentrationen med ca. 47 mg N/kg TS (+28 mg nitrat-N/kg TS og +19 mg ammonium-N/kg TS), hvilket ses at stemme overens med de faktiske målinger, jf. bilag C.5.

Tilsætning

I henhold til ovenstående betragtninger er behandling A tilsat 185 mL postevand, mens behandling B er tilsat 185 mL fortyndet næringsopløsning, svarende til 1 mL stokopløsning opløst i 184 mL postevand, behandling C er tilsat 185 mL kultur og behandling D er tilsat ca. 185 g BioGel. Både kultur og BioGel indeholder en mængde næringssalte der svarer til den fortyndede næringsopløsning som er tilsat behandling B.

For at opnå en homogen opblanding af de tilsatte væskemænder, er væsken så vidt muligt spredt jævnt ud over jorden i hver beholder. Derefter er der foretaget en manuel opblanding af jorden. Tilsætningen og opblandingen er foretaget under en påspændt plasticpose, som beskrevet i afsnit 2.3.

Bilag C: Forsøgsresultater

I det følgende er detailresultaterne for det udførte kontrollerede laboratorieforsøg gennemgået og vurderet.

A.3: Kulbrinter

Resultaterne fra analyserne for totalindhold af kulbrinter i jordprøverne fremgår af afsnit 2.4. I det følgende vurderes yderligere detailresultater af kulbrinteanalyserne i form af resultater for indhold af BTEX i jordprøverne, udvalgte chromatogrammer for behandlingerne og resultaterne fra de analyserede kulrør, ligesom der er foretaget en kvantitativ vurdering af reduktionen i kulbrintekoncentrationerne.

A.3.1: BTEX'er

BTEX i jordprøver

Resultaterne for summen af BTEX i jordprøverne fremgår af tabel C.1.

Tid Kontrol Naturlig Kultur BioGel
Dag A1 A2 Middel B1 B2 Middel C1 C2 Middel D1 D2 Middel
0 10 5,9 8,0 9,8 5,7 7,8 6,2 4,9 5,6 5,9 4,3 5,1
14 2,9
3,5
3,4 3,3 7,4 4,2 5,8 0,58 0,53 0,56 1,7 1,5 1,6
36 i.a. i.a. - i.a. i.a. - i.a. i.a. - i.a. i.a. -
57 1,3
0,79
1,2
1,4
1,2 0,21
0,22
0,15
0,13
0,18 0,18 i.p. 0,09 i.p. i.p. -
70 0,99 0,67
0,81
0,82 i.p. i.p.
i.p.
- i.p. i.a. - i.a. i.a. -
84 0,66 0,62 0,64 i.a. i.a. - i.a. i.a. - i.a. i.a. -

Tabel C.1: Forsøgsresultater for sum af BTEX [mg/kg TS].

i.p. = ikke påvist (under analysemetodens analysegrænse).

i.a. = ikke analyseret.

Som det fremgår af tabel C.1 er der konstateret mere end en faktor to i forskel på indholdet af BTEX'er fra starten af forsøget. Dertil kommer, at visse analyseresultater (for totalindhold af kulbrinter) ikke er vurderet repræsentative for middelindholdet i jorden på analysetidspunktet, jf. afsnit 2.4. Disse faktorer vanskeliggør en direkte sammenligning imellem de forskellige behandlinger.

Ovenstående usikkerheder til trods vurderes der at være følgende tendenser i data: En hurtig BTEX-reduktion i behandling C indenfor de første 14 dage, efterfulgt af behandling D og B. Reduktionen i kontrollen (A) foregår uden sammenligning, langsomst, og dette er den eneste behandling hvor der stadig er påvist BTEX'er efter dag 57.

A.3.2: Chromatogrammer

Figur C.1 viser chromatogrammer for udvalgte, repræsentative, behandlinger og analysetidspunkter. Skaleringen af y-aksen tillader en visuel sammenligning imellem de forskellige behandlinger til hvert analysetidspunkt.

Figur C.1: Chromatogrammer for udvalgte, repræsentative, behandlinger og tidspunkter. Som det fremgår af figur C.1 er der, helt som forventet, en tydelig visuel overensstemmelse imellem chromatogrammerne for de enkelte behandlinger ved forsøgets start.

Figur C.1: Chromatogrammer for udvalgte, repræsentative, behandlinger og tidspunkter. Som det fremgår af figur C.1 er der, helt som forventet, en tydelig visuel overensstemmelse imellem chromatogrammerne for de enkelte behandlinger ved forsøgets start.

Den mest markante forskel på behandlingerne er den udtalte relative mangel på alkaner for de biologisk aktive behandlinger (B, C og D) fra dag 36 og frem. Sammenholdt med de øvrige resultater vurderes denne relative mangel på alkaner for de biologisk aktive behandlinger at skyldes en biologisk nedbrydning af disse forholdsvist letnedbrydelige komponenter i fyringsolien.

For dag 84 er denne tendens specielt udtalt, og det kan, rent visuelt, konstateres, at fjernelsen af alkaner har været størst for BioGel-behandlingen (D1), mens den er en anelse mindre (og på ca. samme niveau) for de øvrige biologiske behandlinger (B2 og C2).

A.3.3: Kulrør

Kulbrinter på kulrør

I tabel C.2 er resultaterne for kulbrinteindholdet på de analyserede kulrør (behandling B, C og D) gengivet. De angivne resultater repræsenterer de flygtige kulbrinter som er fortrængt fra forsøgsbeholderne under injektion af ren ilt til de enkelte forsøgsbeholdere, jf. afsnit C.2.

Komponent Naturlig Kultur BioGel
B1 B2 C1 C2 D1 D2
Benzen 0,08 0,057 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01
Toluen 0,25 0,18 <0,05 <0,05 0,061 0,050
Ethylbenzen 0,27 0,31 0,10 0,047 0,13 0,057
Xylener 1,7 0,77 0,34 0,17 1,2 0,62
Sum BTEX 2,3 1,3 0,44 0,22 1,4 0,73
C9+C10-aromater 2,9 0,41 0,60 0,19 3,6 0,91
Totalindhold 550 160 740 540 1.400 640

Tabel C.2: Resultater for indhold af kulbrinter i kulrør [µg/rør].

Som det fremgår af tabel C.2 er der forholdsvis stor forskel på det abiotiske tab af kulbrinter for de forskellige beholdere. En del af forskellen skyldes forskelle i de luftmængder, som indholdene repræsenterer, og en del af forskellen skyldes luftmængdernes fordeling i tid.

Abiotisk tab

Det største tab er observeret fra beholder D1, svarende til 1,4 mg kulbrinter. Da det samlede indhold af kulbrinter i beholderne fra start var ca. 15,3 g fyringsolie, svarer det observerede abiotiske tab af kulbrinter fra beholder D1 til under 0,1 ‰ af det samlede kulbrinteindhold i beholderen fra forsøgets start. Tilsvarende svarer tabet af BTEX i alle tilfælde til mindre end 0,05 o/oo af jordens totale startindhold af BTEX'er.

På baggrund af ovenstående betragtninger vurderes det abiotiske tab som følge af injektionen af ren ilt at være ubetydelig.

A.3.4: Kvantitativ vurdering af kulbrintereduktion

Den procentuelle reduktion i totalindholdet af kulbrinter fra dag 0 til 84 fremgår af tabel C.3, hvor udgangsniveauet er fastlagt som den faktiske tilsætning af fyringsolie på dag 0 (ca. 3.100 mg/kg TS). Grundet usikkerhed omkring kulbrinteindholdet til og med dag 14, er der ligeledes beregnet en procentuel reduktion i totalindholdet af kulbrinter fra dag 36 til 84.

Reduktion
[%]
Kontrol Naturlig Kultur BioGel
A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2
Dag 0 til 84* 41 41 48 61 70 64 69 74
Dag 36 til 84 25 22 56 43 49 39 50 60

Tabel C.3: Reduktion i det totale kulbrinteindhold [%].

* = Antaget kulbrinteindhold på dag 0 = 3.100 mg/kg TS.

Resultaterne fra tabel C.3 er gengivet grafisk i figur C.2.

Figur C.2: Reduktion i totalindhold af kulbrinter fra hhv. dag 0 til dag 84 og fra dag 36 til dag 84.

Figur C.2: Reduktion i totalindhold af kulbrinter fra hhv. dag 0 til dag 84 og fra dag 36 til dag 84.

Som det fremgår af figur C.2 er der tale om entydige resultater i de to delanalyser, der bekræfter de kvalitative konklusioner fra figur 2.1. Således observeres det, at kulbrintereduktionen for de stimulerede behandlinger adskiller sig klart fra kontrolbehandlingerne (A1 og A2).

Behandling B (naturlig)

Som det fremgår af afsnit 2.4.2 er det for behandling B1 vurderet, at der ikke kan påvises en signifikant biologisk nedbrydning på baggrund af kulbrinteresultaterne (selvom alle øvrige indikatorparametre viser biologisk aktivitet på niveau med behandling B2). Men for behandling B2 er der, i forhold til kontrolbehandlingerne, observeret yderligere ca. 20 % reduktion ved stimulering af de naturlige mikroorganismer med ilt og næringssalte, både set over hele forsøgsperioden og over de sidste 7 uger af forsøget.

Behandling C (kultur)

For C-behandlingerne, stimuleret med ilt, næringssalte og kultur, opnået en yderligere reduktion i kulbrinteindholdet på mellem 25 og 30 %, over hele forsøgsperioden, og på 15 til 25 % over de sidste 7 uger.

Behandling D (BioGel)

For D-behandlingerne, stimuleret med ilt og BioGel, opnås en yderligere reduktion i forhold til kontrolbehandlingerne, på 30 til 35 % over hele forsøgsperioden, og på 25 til 35 % over de sidste 7 uger.

A.4: Ilt og kuldioxid

Der er foretaget tilsætning af ren ilt på dag 14 (C og D) og dag 29 (B, C og D). De tilsatte mængder fremgår af tabel C.4.

Tid Kontrol Naturlig Kultur BioGel
Dag A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2
14 - - - - 2,0 2,0 2,0 2,0
29 - - 2,7 2,1 2,7 3,7 3,0 2,1
Sum 0 0 2,7 2,1 4,7 5,7 5,0 4,1

Tabel C.4: Tilsætning a ren ilt til forsøgsbeholderne [L].

Analyseresultaterne for ilt i beholderatmosfæren fremgår af tabel C.5.

Tid Kontrol Naturlig Kultur BioGel
Dag A1 A2 Middel B1 B2 Middel C1 C2 Middel D1 D2 Middel
0 21,0 21,0 21,0 21,0 21,0 21,0 21,0 21,0 21,0 21,0 21,0 21,0
14 20,3
18,6
20,1
20,0
20,2
19,3
20,1
18,6
20,3
19,1
20,2
18,8
15,1
20,9
12,9
19,2
14,0
20,1
14,2
19,4
13,7
19,3
14,0
19,3
29 19,0 18,7 18,8 14,6
18,5
14,6
19,9
14,6
19,2
13,1
16,4
12,5
17,1
12,8
16,8
12,6
17,6
12,7
16,7
12,6
17,1
35
36
17,2
20,0
18,5
21,1
17,9
20,5
14,0
17,5
16,1
19,7
15,1
18,6
12,7
17,0
15,0
18,2
13,9
17,6
15,1
18,6
12,8
17,4
13,9
18,0
43 19,1 19,0 19,1 10,8 16,1 13,4 14,3 15,4 14,8 14,5 14,6 14,6
57 19,5
20,7
19,2
20,5
19,3
20,6
4,6
13,1
10,9
18,7
7,7
15,9
10,0
15,0
9,4
19,3
9,7
17,1
12,0
17,6
10,9
15,6
11,5
16,6
70 20,8
20,9
20,7
20,8
20,7
20,9
9,9
14,0
13,7
17,0
11,8
15,5
12,2
15,1
16,5
18,7
14,3
16,9
15,7
17,0
13,8
16,5
14,8
16,7
84 19,7 19,1 19,4 11,5 13,8 12,7 12,9 15,8 14,4 13,6 13,4 13,5

Tabel C.5: Forsøgsresultater for ilt i beholderatmosfæren [%].

Resultaterne for ilt er vist grafisk i figur C.3.

Figur C.3: Resultater for iltindhold i beholderatmosfæren.

Figur C.3: Resultater for iltindhold i beholderatmosfæren.

Som det fremgår af figur C.3 er der kun 2 gange konstateret iltindhold under target-indholdet på 10 %. Der er konstateret et klart iltforbrug i behandling B, C og D, mens forbruget i behandling A umiddelbart vurderes at være negligerbart. For behandling B ses iltforbruget først at starte efter dag 14, hvorfor det vurderes at der for denne behandling er tale om en lagfase på i størrelsen 14 dage (eller lidt mere). Denne lagfase springes tilsyneladende over ved tilsætning af eksterne kulturer, hvor der kan konstateres et signifikant iltforbrug indenfor de første 14 dage.

Resultaterne for kuldioxid i beholderatmosfæren fremgår af tabel C.6.

Tid Kontrol Naturlig Kultur BioGel
Dag A1 A2 Middel B1 B2 Middel C1 C2 Middel D1 D2 Middel
0 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
14 0,7
0,3
0,9
0,4
0,8
0,4
0,9
0,5
0,8
0,5
0,8
0,5
5,7
2,9
7,1
3,4
6,4
3,1
6,4
3,2
7,0
3,5
6,7
3,4
29 0,7 1,0 0,8 5,8
5,3
5,9
4,2
5,9
4,7
9,0
8,3
9,1
8,3
9,0
8,3
8,9
8,3
9,2
8,5
9,0
8,4
35
36
1,0
1,0
0,9
0,8
1,0
0,9
6,0
3,9
4,2
3,6
5,1
3,7
6,8
6,2
6,8
5,7
6,8
6,0
6,9
6,1
7,6
6,2
7,2
6,2
43 0,6 0,7 0,6 9,4 6,4 7,9 9,0 8,9 9,0 9,4 9,1 9,2
57 1,1
0,5
1,1
0,7
1,1
0,6
13,3
5,9
9,1
2,3
11,2
4,1
10,0
5,8
11,0
1,6
10,5
3,7
9,9
3,5
9,8
5,2
9,8
4,3
70 0,8
0,7
0,9
0,8
0,9
0,7
10,7
7,2
6,8
4,5
8,7
5,9
10,3
6,9
4,9
3,0
7,6
5,0
7,1
4,4
8,6
5,4
7,9
4,9
84 0,7 0,7 0,7 7,9 4,9 6,4 5,9 3,4 4,7 5,9 6,7 6,3

Tabel C.6: Forsøgsresultater for kuldioxid i beholderatmosfæren [%]. Der er foretaget tilsætning af ren ilt på dag 14 (C og D) og dag 29 (B, C og D).

Resultaterne for kuldioxid er vist grafisk i figur C.4.

Figur C.4: Resultater for kuldioxidindhold i beholderatmosfæren.

Figur C.4: Resultater for kuldioxidindhold i beholderatmosfæren.

Som der fremgår af figur C.4 indikerer kuldioxidproduktionen en klar mineralisering af organisk stof for behandling B, C og D, mens der ikke er tegn på nogen nævneværdig mineralisering for behandling A. Som for iltresultaterne ses der en lagperiode på ca. 14 dage for behandling B, mens der for behandling C og D kan konstateres en signifikant mineralisering indenfor de første 14 dage.

Abiotisk tab fra kontrol-behandlingen

Sammenholdes kuldioxidresultaterne med iltresultaterne vurderes der ikke umiddelbart at være tale om nævneværdig oliemineralisering i beholderne for behandling A. Overordnet vurderes det observerede tab af kulbrinter fra behandling A, jf. afsnit 2.4, at skyldes abiotiske faktorer, herunder afdampning af flygtige komponenter.

Abiotisk tab ved prøvetagning

Ved at antage, at stigning af iltkoncentrationen og fald i kuldioxidkoncentrationen ved prøvetagning skyldes udskiftning af beholderatmosfæren med atmosfærisk luft kan det skønnes hvor stor udskiftningen af beholderatmosfæren har været under prøvetagningen. På baggrund af resultaterne fra dag 14, 36 og 70 kan der skønnes en udskiftning af beholderatmosfæren på mellem 30 og 40 %, svarende til udskiftning af mellem 7 og 10 L luft.

Som det fremgår af figur C.3 og C.4 har luftudskiftningen på dag 57, ved den supplerende behandling og grundige homogenisering, været væsentligt større end angivet ovenfor. På denne dag kan luftudskiftningen skønnes til mellem 55 og 65 %, svarende til mellem ca. 15 og 17 L luft.

På baggrund af resultaterne i tabel C.3 og oplysningerne i tabel C.4 kan det skønnes, at den gennemsnitlige kulbrintekoncentration i beholderatmosfæren, frem til dag 29, har ligget i området ca. 80 – 280 µg/L, svarende til 80.000 – 280.000 µg/m³, jf. tabel C.7.

  Naturlig Kultur BioGel
B1 B2 C1 C2 D1 D2
Indhold på kulrør [µg] 550 160 740 540 1.400 640
Luftskifte [L] 2,7 2,1 4,7 5,7 5,0 4,1
Gns. Konc. [µg/L] 200 76 160 95 280 160

Tabel C.7: Skøn over gennemsnitlig kulbrintekoncentration i beholdere.

Med tre almindelige prøvetagningsrunder (dag 14, 36 og 70) og én omfattende den supplerende behandling (dag 57), kan det skønnes, at det samlede abiotiske tab fra beholderne ved prøvetagning ligger på mellem ca. 3 og 13 mg kulbrinter. Dette svarer til mindre end 1 o/oo af det samlede kulbrinteindhold tilsat beholderne ved forsøgets start, og kan ikke umiddelbart forklare det forholdsvist store fald i kulbrintekoncentrationen der er observeret for kontrol-behandlingen, jf. afsnit 2.4.

Samlet set vurderes det, at der må have fundet et fordampningstab sted fra forsøgsbeholderne imellem prøvetagningstidspunkterne.

A.5: Vandindhold

Resultaterne for vandindholdet fremgår af tabel C.8. Der er foretaget en væsketilsætning svarende til ca. 4 w/w % på dag 57, jf. beskrivelse i bilag B.2.

Tid Kontrol Naturlig Kultur BioGel
Dag A1 A2 Middel B1 B2 Middel C1 C2 Middel D1 D2 Middel
0 7,9 7,3 7,6 7,9 8,3 8,1 7,9 7,9 7,9 8,0 8,2 8,1
14 7,8 6,7 7,3 7,5 7,0 7,3 7,6 7,1 7,4 7,6 6,6 7,1
36 5,2 6,0 5,6 5,3 6,0 5,7 5,9 5,6 5,8 5,9 5,8 5,9
57 7,2
~11,2
7,4
~11,4
7,3
~11,3
7,8
~11,8
7,2
~11,2
7,5
~11,5
7,1
~11,1
6,7
~10,7
6,9
~10,9
7,1
~11,1
7,2
~11,2
7,1
~11,1
70 10,8 10,7 10,7 10,9 10,9 10,9 10,3 10,1 10,2 11,0 11,0 11,0
84 11,2 10,9 11,1 11,7 11,3 11,5 11,1 11,2 11,2 11,1 11,3 11,2

Tabel C.8: Resultater for vandindholdet i forsøgsjordene [w/w %].

Resultaterne er gengivet grafisk i figur C.5.

Figur C.5: Resultater for vandindhold i forsøgsjordene.

Figur C.5: Resultater for vandindhold i forsøgsjordene.

Som der fremgår af figur C.5 er der tilsyneladende tale om et betydeligt fald i jordens vandindhold fra dag 14 til dag 36, hvilket på daværende tidspunkt formodedes at kunne forklares ved, at der fandt en betydelig kondensation sted på indersiderne af forsøgsbeholderne.

Ændret analysemetode efter dag 36

Efterfølgende er det dog konstateret, at analyseusikkerheden ved TS-analysen medfører en usikkerhed på ± 4 w/w %, hvorfor det ikke kunne afvises, at det tilsyneladende fald i vandindholdet fra dag 14 til dag 36 kunne tilskrives denne usikkerhed. Efterfølgende er vandindholdet bestemt efter DS204 på Aalborg Universitet.

A.6: Jord-pH

Resultaterne for jordens pH fremgår af tabel C.9. I forbindelse med den supplerende behandling er der foretaget væsketilsætning på dag 57. Ved en fejl er der ikke foretaget pH-analyse for dag 36.

Tid Kontrol Naturlig Kultur BioGel
Dag A1 A2 Middel B1 B2 Middel C1 C2 Middel D1 D2 Middel
0 5,70 5,77 5,74 6,15 6,25 6,20 6,40 6,48 6,44 6,67 6,86 6,77
14 6,10 6,23 6,17 6,53 6,72 6,63 6,96 6,67 6,82 6,73 6,83 6,78
57 6,55 6,55 6,55 6,38
6,41
6,21
6,45
6,30
6,43
6,14
6,32
6,15
6,48
6,15
6,40
6,20
7,02
6,34
7,19
6,27
7,11
70 6,85 6,77 6,81 6,67 6,66 6,67 6,68 6,76 6,72 7,02 6,98 7,00
84 6,56 6,68 6,62 6,69 6,70 6,70 6,70 6,70 6,70 7,04 7,01 7,03

Tabel C.9: Resultater for pH i forsøgsjordene.

Resultaterne for pH i forsøgsjordene er vist grafisk i figur C.6.

Figur C.6: Resultater for pH i forsøgsjordene.

Figur C.6: Resultater for pH i forsøgsjordene.

Som det fremgår af tabel C.9 er den naturlige pH-værdi i forsøgsjorden ca. 5,7 – 5,8, og som det ses af figur C.6 er der ikke konstateret pH-værdier udenfor et område beliggende imellem det naturlige niveau og et niveau på omkring pH = 7.

De konstaterede pH-værdier vurderes ikke at kunne give anledning til hæmning af den biologiske nedbrydning af fyringsolien.

A.7: Kvælstof

Resultaterne for jordens indhold af nitrat og ammonium fremgår hhv. af tabel C.10 og C.11. I forbindelse med den supplerende behandling er der foretaget tilsætning af næringssalte til behandling B, C og D på dag 57.

Tid Kontrol Naturlig Kultur BioGel
Dag A1 A2 Middel B1 B2 Middel C1 C2 Middel D1 D2 Middel
0 2,6 3,2 2,9 21,0 25,5 23,2 29,8 34,3 32,0 27,9 27,4 27,7
14 1,6 1,7 1,7 14,0 17,0 15,5 18,5 28,1 23,3 20,8 19,8 20,3
36 0,0 0,0 0,0 8,7 10,3 9,5 13,1 9,1 11,1 11,0 11,5 11,3
57 0,0 0,0 0,0 7,2
33,0
9,0
40,5
8,1
36,7
12,8
42,4
12,0
46,9
12,4
44,6
11,4
42,0
11,3
40,7
11,4
41,4
70 0,3 0,3 0,3 31,5 35,0 33,3 39,4 43,2 41,3 36,4 38,5 37,4
84 0,2 0,2 0,2 31,0 34,5 32,7 40,2 43,3 41,7 38,0 37,7 37,9

Tabel C.10: Resultater for nitrat i forsøgsjordene [mg N/kg].

Tid Kontrol Naturlig Kultur BioGel
Dag A1 A2 Middel B1 B2 Middel C1 C2 Middel D1 D2 Middel
0 1,3 1,4 1,3 19,2 20,5 19,8 30,0 33,3 31,7 30,3 30,0 30,1
14 1,0 1,2 1,1 21,1 21,9 21,5 28,8 25,2 27,0 23,1 23,1 23,1
36 1,3 1,1 1,2 18,8 16,2 17,5 16,2 16,5 16,3 22,5 22,5 22,5
57 1,1 1,0 1,0 3,0
18,2
6,8
24,9
4,9
21,6
1,3
21,1
4,0
24,7
2,6
22,9
15,4
31,2
15,0
30,2
15,2
30,7
70 1,3 1,0 1,2 17,8 17,4 17,6 23,2 25,1 24,1 29,4 31,5 30,5
84 0,9 0,9 0,9 17,8 18,4 18,1 24,1 24,1 24,1 25,4 24,6 25,0

Tabel C.11: Resultater for ammonium i forsøgsjordene [mg N/kg].

Som det fremgår af tabel C.10 er der på dag 57 foretaget en kvælstoftilsætning svarende til ca. 48 mg N/kg (ca. 30 mg nitrat-N/kg og 18 mg ammonium-N/kg), hvilket stemmer godt overens med den påtænkte tilsætning, jf. bilag B.2.

Resultaterne fra tabel C.10 og C.11 er gengivet i figur C.7.

Figur C.7 Resultater for nitrat og ammonium i forsøgsjordene.

Figur C.7 Resultater for nitrat og ammonium i forsøgsjordene.

Med hensyn til de overordnede tendenser, er der tilsyneladende ikke markant forskel på nitrat-resultaterne for de enkelte behandlinger, mens ammoniumresultaterne synes at indikere to tendenser:

  1. Der er tilsyneladende tale om en lag-periode på minimum 14 dage i ammoniumforbruget for behandling B, mens der for behandling C og D tilsyneladende foregår et forbrug fra starten af forsøget (eller evt. er tale om en lag-periode på mindre end 14 dage).
  2. Behandling D, der er tilsat BioGel, er tilsyneladende den eneste behandling hvor der er tale om et netto-forbrug af ammonium efter dag 70, en tendens der dog ikke i nævneværdig grad kan aflæses i kulbrintenedbrydningen, jf. afsnit 2.4.

På baggrund af resultaterne i tabel C.10 og C.11 er der opstillet et kvælstofbudget for de enkelte behandlinger i tabel C.12.

  Kontrol Naturlig Kultur BioGel
A1 A2 Middel B1 B2 Middel C1 C2 Middel D1 D2 Middel
Tilsat* 3,9 4,6 4,2 81,2 95,6 88,3 109,2 123,2 116,2 104,6 102,0 103,3
Tilbage 1,1 1,1 1,1 48,8 52,9 50,8 64,3 67,4 65,8 63,4 62,3 62,9
Forbrugt 2,8 3,5 3,1 32,4 42,7 37,5 44,9 55,8 50,4 40,6 39,7 40,4

Tabel C.12: Kvælstofbudget (nitrat og ammonium) for behandlingerne [mg N/kg]. * = Inklusiv det naturlige indhold i forsøgsjorden.

Overordnet set har kvælstofforbruget været størst for behandling C, mens middel-forbruget ligger nogenlunde ens for behandling B og D. umiddelbart tyder dette på, at der har været størst netto biomassetilvækst for behandling C. Der er dog tilsyneladende forholdsvis stor forskel på replikaterne for behandling B, således, at kvælstofforbruget for behandling B2 ligger på niveau med (eller måske lidt over) begge BioGel-behandlingerne, mens forbruget for behandling B1 ligger en del lavere. Disse resultater indikerer en større netto biomassetilvækst i behandling B2 end i behandling B1, hvilket muligvis kan forklare den tilsyneladende store forskel i nedbrydningsforløbet for disse replikater.

A.8: Kimtal

Der er udført kimtalsanalyser på de kulturer af olienedbrydende mikroorganismer der er tilsat behandling C og D på dag 0 og dag 57. Resultaterne fremgår af tabel C.13.

Tid Kultur BioGel
Dag Kimtal
[kim/mL]
Tilsat
[mL]
Kimtal
[kim/mL]
Tilsat
[mL]
0 3,6·107 300 2,4·108 300
57 7,9·106 185 >3,0·107 185

Tabel C.13: Kimtal for tilsatte kulturer og tilsat volumen podekultur.

Analyseresultaterne for kimtal i forsøgsjordene fremgår af tabel C.14.

Klik her for at se Tabel C.14

Tabel C.14: Forsøgsresultater for kimtal i forsøgsjordene [kim/g].

Af tabel C.14 fremgår det, at det naturlige kimtal for forsøgsjorden er beliggende omkring 0,6 – 1,5·106 kim/g, mens kimtallet for behandling C ligger omkring 7·106 kim/g og kimtallet for behandling D ligger omkring 5·107 kim/g.

Kimtallene for behandling C og D svarer til, at der tilsyneladende genfindes hhv. 250 og 350 % af de tilsatte kim i forsøgsjordene på dag 0, hvilket sætter analysesikkerheden ved disse analyser i relief.

Resultaterne fra tabel C.13 fremgår af figur C.8.

Figur C.8: Resultater for kimtal i forsøgsjordene.

Figur C.8: Resultater for kimtal i forsøgsjordene.

Af figur C.8 fremgår det, at der tilsyneladende er overensstemmelse imellem det overordnede kurveforløb for samtlige behandlinger i størstedelen af forsøgsperioden, hvilket ikke umiddelbart var forventet på baggrund af kvælstof-resultaterne i bilag C.5. I særdeleshed var det forventet, at kimtallet for kontrolbehandlingen ville skille sig mærkbart ud fra de øvrige behandlinger.

Sammenholdes endvidere med ovenstående beregnede genfindelsesprocenter for de tilsatte kulturer på langt over 100 %, vurderes det umiddelbart ikke, at kimtalsanalyserne ikke bør tillægges for stor vægt i de samlede vurderinger af olienedbrydningen.

A.9: Mikrobiologisk aktivitetsniveau

Som et forsøg blev det aftalt, at udføre et ”CO2 assimilations index (5 t)”, som er en ny metode, der er udviklet ved Sektion for Miljøteknologi på Aalborg Universitet [Hesselsoe et al., 2005]. Testen, kan benyttes for rene mikrobielle kulturer og blandingskulturer i væskesuspension og giver et relativt mål for bakterievæksten indenfor en periode på 5 timer, når den vokser på givne substrater. Dermed gives et kvantitativt mål for kulturens relative evne til at nedbryde og vokse på de undersøgte substrater.

En værdi på 0 indikerer, at kulturen har samme vækst på det undersøgte substrat (tilsat i overskud), som en kultur der ikke har fået noget substrat, mens en høj værdi udtrykker relativ stor vækst på det givne substrat.

Ved den udførte test er der bestemt CO2 assimilations index (5 t) for kulturen tilsat behandling C ved forsøgets start, og det biologiske aktivitetsniveau er bestemt i forhold til vækst på hhv. fyringsolie, glukose, toluen, naphtalen, oktan og hexadecan. Resultaterne for kulturen tilsat behandling C1 og C2 ved forsøgets start fremgår af figur C.9.

Figur C.9: CO2-assimilations index (5 timer) for kultur (BS03) tilsat behandling C ved forsøgets start.

Figur C.9: CO2-assimilations index (5 timer) for kultur (BS03) tilsat behandling C ved forsøgets start.

Som det fremgår af figur C.8 har kulturen langt det største substratrespons overfor glukose, mens den tilsyneladende kun har et mindre respons overfor fyringsolie, naphthalen og hexadecan. Det er ved testen ikke sandsynliggjort, at kulturen har noget respons overfor toluen og oktan, hvilket er højst overraskende.

Umiddelbart vurderes det, at substratresponset i figur C.8 muligvis kan tilskrives de substratbetingelser kulturen er blevet opformeret under, inden tilsætning, jf. bilag B.1. Biorem har således oplyst, at kulturen ved opformering, og frem til tidspunktet for tilsætning, vedligeholdes under tilsætning af glukose og olie som substrater.

Set i lyset af testens resultat er det muligvis ikke hensigtsmæssigt, at opformere kulturen under tilstedeværelse af glukose. Denne strategi kan således medføre opformering af en biomasse som foretrækker glukose frem for fyringsolie og/eller specifikke komponenter i denne.

Bilag D: Geologi på feltsagerne

Tabel D.1 giver en oversigtsmæssig beskrivelse af de geologiske forhold på feltlokaliteterne. Beskrivelserne er taget fra det fremsendte sagsmateriale.

Sag nr. Geologiske forhold
1 Grus, muld, sand (til 0,5-1,0); sand (til 2,5-3,0); sandet moræneler (til >4,5)
2 Fyld, muld (til 0,5-1,0); sandet silt/siltet sand (til 2,0-3,0); sandet moræneler (til >4,5)
3 Fyld, bl.a. knuste fliser/mursten (til 0,5-1,0); sand (til 2,0-2,5); derunder moræneler
4 Fyldjord under bygning
5 Sandfyld omkring tank (0,0-3,0); moræneler derunder
6 ML med sandede lag; omgravet jord langs fundamenter
7 Finsand, siltet (til 1,7); herunder fedt ler
8 Finsand, siltet (til 9,5); sandet ler (9,5-10), herunder finsand
9 20 cm grus/sten, leret sandet grus (til 0,75); ler (til 1,7); sand (til 2,0)
10 Ler, sandet (til 3,5); derunder siltet fed ler
11 Gruset sand (til 4,0); derunder fed ler
12 Fin-mellemkornet sand
13 Moræneler (til 1,5)
14 Fyld, muld (til 0,5-1,0); derunder moræneler med sandlommer (til 3,0-10,0)
15 Overvejende ler (til 1,5-4,0); områder med vekslende lag af ler og sand (fra 1,5)

Tabel D.1: Geologiske forhold for de foreliggende feltsager.

 



Version 1.0 Januar 2006, © Miljøstyrelsen.