Kemisk oxidation med permanganat
4 Vurdering af præferentiel strømning i felt
- 4.1 Baggrund og formål
- 4.2 Undersøgelser
- 4.3 Resultater
- 4.4 Oxidation af NOM, dannelse af mangandioxid og NOD
- 4.5 Oprensning af PCE på Dalumvej
En feltundersøgelse er udført på Dalumvej 34, Odense, hvor der foretages oprensning af PCE forurening med permanganat i moræneler med præferentiel strømning i sandlinser og -slirer. Undersøgelsen er udført med henblik på at vurdere effekten af permanganat oprensning i moræneler med præferentiel strømning under realistiske feltforhold.
4.1 Baggrund og formål
Ved et renseri på Dalumvej 34 i Odense er i efteråret 2002 iværksat oprensning af PCE forurening ved kemisk oxidation med permanganat (Fyns Amt, 2003a). Renseriet har eksisteret i > 50 år. Forureningen med PCE optræder fortrinsvis i opløst og sorberet form i morænelersaflejringer med indlejrede sandlinser og -slirer. Udbredelsen af PCE i overfladenært grundvand er illustreret i figur 4.1.
Figur 4.1: Udbredelse af grundvandsforurening med PCE fra renseriet på Dalumvej 34, Odense.
Kaliumpermanganat er installeret som fast stof i storformatboringer i og omkring kildeområdet for forureningen (figur 4.2) og spredes nedstrøms i sandlinser og – slirer med infiltrerende regnvand og gennemstrømmende grundvand. Efter spredning i sandlinser diffunderer permanganat ind i lermatrix. Ved reaktion med permanganat oxideres PCE og naturligt oxiderbart materiale som f.eks. naturligt organisk materiale (NOM) i jorden til CO2. Derved omdannes permanganat til mangandioxid, som udfælder.
Oprensningen giver en enestående mulighed for, at vurdere spredningen af permanganat og effekten af kemisk oxidation af PCE i matrix i en lavpermeabel aflejring med præferentiel vandstrømning i højpermeable linser og slirer in situ. Ligeledes kan evt. sameksistens af permanganat og PCE belyses.
4.1.1 Formål
Formålet med dette delprojekt er:
- at vurdere og visualisere fordeling af PCE, permanganat og mangandioxid i matrix i moræneler med præferentiel vandstrømning i sandlinser og –slirer.
- at kvantificere oxidation af naturligt organisk materiale og dannelsen af mangandioxid i matrix i moræneler med præferentiel vandstrømning i sandlinser og –slirer.
- At vurdere effekten af kemisk oxidation af PCE i matrix i moræneler med præferentiel vandstrømning i sandlinser og –slirer.
4.2 Undersøgelser
4.2.1 Planlægning og forventninger
4.2.1.1 Lokaliteten, udbredelse af PCE og permanganat
Permanganat er som nævnt indbygget i et samlet område ved renseriet samt i storformatboringer omkring det, se figur 4.2. Permanganaten opløses i og udbredes med grundvandet i sandlinser og –slirer i den PCE forurenede morænelersaflejring på lokaliteten.
Udbredelsen af PCE og permanganat i grundvand, i sandlinserne og –slirerne er siden iværksættelsen af afværgeprojektet moniteret i boringer, som er filtersat i flere dybder i morænelersaflejringen. Moniteringen har vist, at permanganat initielt spredtes meget hurtigt radialt ud fra området med storformatboringer (Fyns Amt, 2003b). Dette er illustreret i figur 4.2 ved farvemarkering af de moniteringsboringer, i hvilke permanganat blev observeret ved prøvetagningen 3 måneder efter iværksættelse af afværgeforanstaltningerne.
Den hurtigere og mere udbredte spredning af permanganat end forventet på grundlag af den naturlige strømningshastighed og –retning for grundvandet skyldes sandsynligvis en kombination af (NIRAS, 2003):
- Højere hydraulisk ledningsevne af lagserien end bestemt ved forundersøgelserne
- Suge-effekt ved opboringen af materiale ved etableringen af storformatboringer,
- Densitetseffekt på strømningen af vand med opløst permanganat i forhold til grundvand uden permanganat, og
- Lokal hævning af vandspejlet ved tilførsel af vand til storformatboringer i forbindelse med test af et injektionssystem.
Figur 4.2: Udbredelse af permanganat 3 måneder efter etablering. Placering af moniteringsboringer og Geoprobe boringer med udtagelse af lerkerner.
Allerede ved etableringen af moniteringsboringer og ved første moniteringsrunde 3 måneder efter etableringen var permanganat således udbredt op til ca. 7 m hhv. 12 m fra nærmeste enkeltstående storformatboring og ca. 12 m hhv. 15 m fra ”kildeområdet” med størstedelen af storformat-boringerne med permanganat, illustreret i figur 4.2. Efter 6 måneder var udbredelsen en anelse mindre og koncentrationsniveauet lavere, og efter 10 måneder blev der kun målt et lavt indhold af permanganat i 2 boringer ca. 6 m fra kildeområdet og indenfor ca. 2 m fra de nærmeste storformatboringer. Koncentrationsniveauet for kaliumpermanganat i storformatboringer i ”kildeområdet” efter 3 måneder var 5.100 til 35.000 mg/l, mens det maksimale niveau målt i nedstrøms moniteringsboring efter 6 måneder var på 4500 mg/l.
Analyser af jordprøver (hovedsageligt lerprøver) i forbindelse med etablering af moniteringsboringer viste PCE indhold på 0,1 til 34 mg/kg TS. I grundvandsprøver var forud for etableringen af afværge målt PCE koncentrationer på op til 58.000 µg/l. Ved moniteringen efter 3 måneder blev i flere filtre målt både PCE og permanganat, med PCE koncentrationer på op til 1.800 µg/l. I filtre uden permanganat blev målt op til 26.000 µg/l PCE efter 3 måneder.
På basis af disse observationer blev det besluttet at udtage lerkernerne nær 2 moniteringsboringer M1 og M11, hvor der fortsat var permanganat efter 10 måneder.
M1 og M11 blev etableret ½-1½ måneder efter installation af permanganat. M1 er filtersat i 7 niveauer mellem 3 og 12,4 m.u.t., mens M11 er filtersat med et langt filter 3-9 m.u.t. I begge boringer blev konstateret permanganat i flere sandlinser og –slirer, mellem 3 og 9 m.u.t. i M1, og mellem 6 og 9 m.u.t. i M11, ved etableringen af boringerne. PID målinger på jordprøver udtaget ved etableringen af boringerne indikerede den kraftigste påvirkning med PCE i leren i intervallerne 4,5-7 m.u.t. i M1 og 5-7,5 m.u.t. i M11. Ved moniteringen efter 3 måneder blev konstateret permanganat i alle filtre undtaget det øverste filter i M1 (som ellers var placeret ud for sandslirer som ved etableringen indeholdt permanganat), i et koncentrationsniveau mellem 20-50 og 250-500 mg/l i M1s filtre og 1000-2000 mg/l i M11s filter. Efter 6 måneder blev truffet permanganat i de samme filtre i et højere (ca. det dobbelte) koncentrationsniveau. Efter 10 måneder blev konstateret permanganat i samtlige filtre i M1 (også det øverste) og M11, men koncentrationsniveauet var aftaget i de fleste filtre for M1 til mellem 10-20 og 100-250 mg/l og for M11 til 100-250 mg/l.
Det blev besluttet at udtage kerner fra så stor en del som muligt af det dybdeinterval (3 - ca. 10 m.u.t.) under vandspejlet, hvor der var observeret permanganat. Særligt interessante intervaller blev identificeret ud fra observationer af geologisk lagdeling og af farve (permanganat eller mangandioxid) i de 2 moniteringsboringer.
4.2.1.2 Forventninger baseret på diffusionsberegninger
Med henblik på at belyse, hvilken fordeling af PCE, permanganat, organisk materiale og mangandioxid, der kunne forventes i lerkernerne fra lokaliteterne, blev der udført en række beregninger af diffusionsprofiler for PCE og for permanganat med og uden reaktion med organisk materiale. Beregningerne er beskrevet nærmere i Bilag D.
Permanganats diffusionskoefficient i en vandfase er ca. dobbelt så høj som PCEs, hvorfor permanganat diffunderer hurtigere end PCE i vand. PCE tilbageholdes i modsætning til permanganat ved sorption (afhængig af indhold af organisk kulstof i lermatricen), hvorfor den effektive diffusionskoefficient for permanganat er endnu højere end den effektive diffusionskoefficient for PCE.
De beregnede profiler viste, at PCE på 50 år kunne være diffunderet ca. 0,35–1,5 m ind i moræneleren - afhængig af indholdet af organisk kulstof i lermatrix – i koncentrationer > 1 % af koncentrationen i sandlinser og -slirer. Da afstanden mellem sandlinser og –slirer i morænelersaflejringen typisk er tilsvarende i størrelse, må forventes overlap af profilerne resulterende i forholdsvis ensartede PCE koncentrationer i lermatricen før behandling. Dette er i figur 4.3 illustreret ved ensartet høj PCE koncentration i den ubehandlede del af leren.
Figur 4.3: Forventet fordeling af PCE og permanganat i oxideret/forvitret lermatrix i kontakt med sandlag/-slire i PCE forurenet moræneler, til hvilken der i et år har været tilledt permanganat, som funktion af afstanden fra sandlaget/-sliren.
De beregnede profiler viste tilsvarende, at permanganat på 1 år kunne være diffunderet ca. 0,35 m ind i moræneleren i koncentrationer > 1 % af koncentrationen i sandlinser og –slirer, hvis der ses bort fra tilbageholdelse af permanganat ved reaktion med naturligt organisk materiale og reducerede mineraler i leren.
Beregnede profiler for permanganat for konstant 1. ordens reduktion af permanganat ved reaktion med naturligt organisk materiale i leren indikerede, at permanganat meget hurtigt reduceres og dermed giver en meget stejl profil, samt at permanganat kun trænger < 1 cm ind i morænelers matrix på 1 år. Eftersom organisk materiale og PCE imidlertid fjernes ved reaktionen med permanganat, vil permanganat imidlertid forsætte inddiffusionen i matrix efterhånden som det organiske materiale, andet oxiderbart materiale og PCE oxideres. Dette er illustreret ved en almindelig diffusionsprofil i den første del af leren i figur 4.3 efterfulgt af et stejlt fald, hvor organisk materiale og PCE fortsat er tilstede og reagerer med permanganaten.
Hvor hurtigt permanganat trænger ind i lermatrix er således afhængig af, hvor stor fluxen af permanganat ind i matrix er, sammenholdt med indholdet af oxiderbart materiale. For lavt TOC i lermatrix forventedes relativt lille indflydelse på permanganat profilets længde i leren (dvs. en indtrængen på hen mod 35 cm på 1 år), mens der for højere TOC ville forventes større betydning (indtrængen > 1 og < 35 cm på 1 år). I begge tilfælde forventedes en skarp front mellem ler med permanganat og ler uden permanganat, med en tilsvarende skarp farveændring fra permanganat rød-violet til naturlig brun/grå moræneler.
PCE forventedes oxideret hurtigere end organisk materiale, hvorfor der ikke forventedes at være PCE i zonen med permanganat. Ved en langsom indtrængen af permanganat (som forventet for høj TOC) kan diffusion af PCE fra leren hen til/ud i zonen med permanganat tænkes at modsvare influxen af permanganat og dermed bremse indtrængningen af permanganat. Bemærk at den effektive diffusions-koefficient for PCE bliver større, når sorptionen reduceres ved fjernelsen af organisk materiale i leren. På grund af den store forventede koncentrationsforskel mellem PCE i porevandet i leren og permanganat i sandlinser og -slirer forventedes opbremsning ved uddiffusion af PCE ikke at være af væsentlig betydning.
En indtrængen af permanganat på ca. 2-4,5 cm (visuel bedømmelse) på ca. 2 måneder var rapporteret for 6 lerkerner fra oxideret og reduceret zone på lokaliteten eksponeret til permanganat i laboratoriet, ved lineær indtrængen svarende til ca. 20 cm/år (NIRAS, 2003). Indtrængning ved diffusion aftager over tid. Det blev derfor skønnet, at en rimelig indtrængen på 1 år kunne være af størrelsesordenen 10 cm. Det skønnede billede er illustreret i Figur 4.3.
4.2.2 Lerkerner fra Dalumvej lokalitet
Udtagelse af lerkerner blev udført med en Geoprobe borerig forsynet med en kerneprøvetager, der gav mulighed for at udtage kerner med en diameter på ca. 4 cm og en længde på 1 m. Lerkerner blev som planlagt udtaget nær moniteringsboringerne M1 og M11 (figur 4.2).
Lerkernerne blev udtaget i klare plastrør, lukket med alufolie og plasthætter og forseglet med tape. Geologi og farve observeret gennem plastrøret blev noteret i felten. Kernerne blev placeret i kølerum ved 10º C.
En oversigt for de udtagne lerkerner fremgår af tabel 4.1, se desuden figur 4.4. for den vertikale placering i forhold til moniteringsboringerne.
Tabel 4.1: Oversigt over lerkerner udtaget på Dalumvej.
| Moniteringsboring | Lerkerne | Dybdeinterval (m.u.t.) |
| M1 | M1 k1 | 3-4 |
| mangler (M1 k2) | 4-5 | |
| M1 k3 | 5-6 | |
| M11 | M11 k1 | 3-4 |
| M11 k2 | 4-5 | |
| M11 k3 | 5-6 | |
| M11 k4 | 6-7 | |
| M11 k5 | 7,6-8 (lille udbytte) |
Den manglende kerne ved M1 4-5 m.u.t. (M1 k2) skyldtes manglende spids i prøvetager. Dybere kerneprøvetagning end 6 hhv. 7 m.u.t. ved M1 og M11 var praktisk umuligt, idet et tilsyneladende undertryk i sandlag hindrede udløsning af prøvetagerens stempel. Det lille udbytte for M11 k5 skyldtes således for sen udløsning af stemplet i prøvetageren.
Plastrørene med lerkerner blev skåret op på langs, og overfladen blev skrabet ren. Geologi og lagdeling (herunder farve) blev opmålt, beskrevet og fotograferet.
I 3 af de udtagne kerner blev observeret partier i og omkring sandlinser/-slirer med kraftig brunfarvning. I og umiddelbart omkring de brunfarvede partier blev prøvetaget intensivt (0,3 – 0,5 cm mellem prøverne) og med stigende afstand derfra med aftagende intensivitet. Intervallerne prøvetaget til diffusionsprofiler er vist på figur 4.4. Prøverne blev taget ved at skære skiver af leren, fjerne den yderste del af skiven og fordele den resterende del mellem 3 prøveglas beregnet for forskellige typer af analyser (i alt 73 stk. af hver prøvetype). Der blev udtaget prøver til analyser for PCE, permanganat, organisk kulstof (TOC) og mangan. Analysemetoderne er beskrevet i bilag A.
4.3 Resultater
4.3.1 Geologi og visuel prøvebedømmelse
De udtagne kerner bestod af moræneler med indlejrede sandlinser og –slirer. Lagserien er sammenholdt med den geologiske beskrivelse for moniteringsboringerne i figur 4.4.
Beskrivelserne fra kernerne er mere detaljerede, og laggrænserne formodes at være mere præcise end for moniteringsboringerne, som er udført ved snegleboring. Der er rimelig god overensstemmelse mellem observationerne. Moræneleren på lokaliteten er forvitret ned til mellem 4 og 5 m.u.t. Profil M1k1 repræsenterer således den forvitrede zone (naturligt oxideret), mens profilerne M11k3 og M11k5 repræsenterer den uforvitrede zone (mere reduceret).
Figur 4.4: Geologisk beskrivelse af kerner sammenholdt med moniteringsboringer. Dybde (m.u.t.) er angivet ud for kerner og profiler. Lilla markeringer angiver permanganat farve observeret under etablering eller prøvetagning. En oversigt over de udtagne lerkerner fremgår af tabel 4.1.
Hverken under feltarbejdet eller ved den efterfølgende beskrivelse i laboratoriet blev observeret permanganatfarve. I 3 af de udtagne kerner blev som nævnt observeret partier i og omkring sandlinser/-slirer med kraftig brunfarvning. Dette indikerer, at permanganat har været til stede og er blevet oxideret til mangandioxid (brunsten) som forventet ved reaktion med PCE og TOC.
4.3.2 Permanganat og mangan
Der var ingen visuelle tegn i form af rødfarvning i lerkernerne. Der kunne heller ikke ved udrystning i vand detekteres farve. Kernerne indeholdt således ikke permanganat 1 år efter etableringen af storformatboringer med indbygget permanganat, selvom der i filtre i de nærmeste moniteringsboringer (M1 og M11) var observeret permanganat i grundvandsprøver 2 måneder tidligere (Fyns Amt, 2003b).
Indholdet af mangandioxid i leren, beregnet ud fra total-indholdet af mangan uden korrektion for baggrundsniveau af mangan i leren, er illustreret for de 2 profiler M1 k1 og M11 k3 i figur 4.5 og 4.6.
Figur 4.5: PCE (
) og MnO2 (
) profiler for M1 k1 udtaget fra den forvitrede zone. Farve og geologi af kernen er illustreret til højre ved siden af et foto af den udtagne kerne.
Mangandioxidprofilerne viser skarpe fronter i leren, med indtrængen på ca. 15 cm i forvitret zone (figur 4.5) og på blot 2-3 cm i uforvitret zone (figur 4.6). De skarpe fronter er i overensstemmelse med forventningerne. Indtrængningsdybden stemte meget godt med forventninger for den forvitrede zone. Selvom der forventedes en højere omsætning af permanganat i den uforvitrede zone end i den forvitrede zone, er den begrænsede udbredelse af permanganat ind i lermatricen overraskende.
Figur 4.6: PCE (
) og MnO2 () profiler for M11 k3 udtaget fra den uforvitrede zone. Farve og geologi af kernen er illustreret til højre ved siden af et foto af den udtagne kerne.
Der er god overensstemmelse mellem de høje mangandioxidkoncentrationer og kraftig brunfarvning af jorden. Eneste undtagelse er en forholdsvis høj mangankoncentration i et øvre gråt sandlag i M11 k5 (data ikke vist), som vi ikke har fundet nogen indlysende forklaring på. Måske er der nået lidt permanganat frem (som formodentlig har reageret med PCE), men ikke tilstrækkeligt til i betydende omfang at have oxideret sedimentet.
4.3.3 PCE koncentration og fordeling
Indholdet af PCE i leren er illustreret for de 2 profiler M1 k1 og M3 k3 i figur 4.5 – 4.6 samt for en lerskive med en sprække udtaget fra M3 k3 (under profilet) i figur 4.7.
I de brunfarvede områder med høje mangandioxid koncentrationer observeres lavere PCE-koncentrationer. Dette er i fin overensstemmelse med, at der er sket kemisk oxidation af PCE med permanganat i sandlinser og –slirer samt i den tilstødende brunfarvede ler.
Faldet i PCE-koncentration aftager inde i lermatricen uden brunfarvning og/eller mangandioxidudfældninger. Dette er i overensstemmelse med forventningen som følge af tab af PCE ved diffusion til zonen med permanganat. I lermatricen, som ikke er blevet påvirket af oxidationen observeres fortsat meget høje PCE-koncentrationer. De højeste PCE-koncentrationer svarer til det meget høje niveau, som blev målt før oprensningen blev iværksat. Faktisk svarer de højeste koncentrationer i niveau til mætning af vandfasen med PCE (når sorption ignoreres), hvilket indikerer, at der tidligere har været fri fase PCE i sandlinser og –slirer ved eller umiddelbart opstrøms de udtagne kerner ved M1 og især M11. Der er således fortsat betragtelig forurening i lermatricen.
Der er enkelte undtagelser fra ovenstående. Øverst i M1 k1 og M11 k3 ses faldende PCE koncentrationer i leren uden tegn på, at der har været permanganat. Her er faldet i koncentration udtryk for det oprindelige diffusionsprofil for diffusionen af PCE ind i leren fra de underliggende sandlinser/-slirer, hvor der ikke har været en overliggende sandlinse/-slire med strømning af PCE-forurenet vand tæt nok på til at skabe (fuldt) overlap mellem profilerne. For M1 k1 træffes umiddelbart derover umættede forhold og dermed ingen horisontal strømning af PCE-forurenet grundvand.
Figur 4.7: PCE (
) profil for en skive af leren med en sprække fra M11 k3 udtaget fra den uforvitrede zone. Farver i lerskiven er illustreret til højre sammen med et
foto af lerskiven.
I M11 k5 (data ikke vist) er konstateret lave PCE koncentrationer over en sandlinse med kraftig brunfarvning og høje mangan koncentrationer. Det synes derfor mest sandsynligt, at der ikke har været betydende forurening med PCE i det pågældende sandlag. (I selve sandlaget var analyserne af PCE ikke pålidelige). Der er altså her manglende overensstemmelse mellem spredningsvej for permanganat og for PCE.
4.3.4 TOC
Udvalgte prøver fra M11 k3 er analyseret for indhold af TOC. TOC indholdet er sammenholdt med mangandioxid indholdet i figur 4.8. Forhøjet mangandioxid indhold er udtryk for tidligere tilstedeværelse og/eller omsætning af permanganat.
Figur 4.8: Sammenligning af TOC (
) og MnO2 (
)profiler i M11 k3.
TOC værdierne for prøver fra sandlinsen er lidt lavere end for den umiddelbart tilstødende ler. Det kan skyldes, at baggrundsniveauet i sandet er lavere end i leren, eller at der er sket oxidation af TOC i sandet. De høje MnO2 indhold i sandlinsen er udtryk for reduktion af permanganat, som indikerer oxidation af TOC eller andre oxiderbare bestanddele. Der ses ikke nogen umiddelbar sammenhæng mellem TOC og MnO2 indhold i lermatricen. TOC i lerprøverne varierer mellem 0,29 % og 0,73 %. Til sammenligning er baggrundsværdier for TOC i ler fra tilsvarende dybdeinterval og umiddelbart overliggende interval i den reducerede ler (kapitel 2 og 3) bestemt til 0,41±0,07 % hhv. 0,33±0,17 %. De målte TOC indhold ligger således indenfor det forventede baggrundsniveau eller lidt højere. Den højeste TOC-værdi er relateret til en lerslire eller tyndt lerlag mellem 2 sandlinser/-slirer. Det formodes den har et atypisk højt baggrundsniveau. Sammenfattende ses ikke nogen entydig indikation på oxidation af organisk stof i leren som følge af permanganatbehandlingen.
4.4 Oxidation af NOM, dannelse af mangandioxid og NOD
I sandlinserne varierer manganindholdet meget, men er typisk lavere end maksimal værdierne i leren i umiddelbar kontakt dermed. Dette skyldes formodentlig, at det initielle indhold af naturligt organisk materiale i sandlinser og –slirer er lavere end i leren, samt at lerindholdet og dermed indholdet af organisk materiale i sandlinser og –slirer varierer meget.
Baggrundsindholdet af mangan i leren er 0,3-0,35 g/kg TS. Det maksimale indhold af mangan svarer ved korrektion for baggrundsindhold til 0,8 og 1,9 g MnO2/kg TS for den forvitrede hhv. uforvitrede moræneler. Dette svarer til permanganatomsætning (NOD-værdier) på maksimalt 1,1 hhv. 2,6 g/kg TS (0,9 - 2,4 mg/kg fugtig ler).
Ovennævnte permanganatomsætning svarer til oxidation af 1.000 hhv. 2.500 mg PCE/kg fugtig ler, hvor det maksimale koncentrationsniveauet inde i leren var 2 - 3 hhv. 15 – 60 mg PCE/kg fugtig ler i forvitret hhv. uforvitret zone. Selvom der her ikke er taget højde for reaktion med uddiffunderende PCE eller restindhold af PCE i matrix, er det indlysende, at omsætningen af permanganat til oxidation af PCE er meget begrænset i forhold til den samlede permanganatomsætning.
Ovennævnte permanganatomsætning svarer til 0,2 g TOC/kg TS i den uforvitrede zone, hvor naturlige initial indhold er af størrelsesordenen 4 g TOC/kg TS. Den mængde TOC som kan være oxideret med den omsatte permanganat, bedømt ud fra indholdet af mangandioxid, udgør således kun 5 % af det initielle indhold. Det er således ikke overraskende, at effekten af oxidationen på TOC i leren ikke observeres i figur 4.8.
NOD bestemt i flaskeforsøg med ler fra lokaliteten ved forskellige permanganatkoncentrationer fremgår af tabel 2.4 og 2.5 i kapitel 2: For oxideret ler 1,5-7,2 g/kg TS ved 0,5-20 g MnO4-/l initielt og for reduceret ler 7,7-11,5 g/kg TS ved 5-20 g MnO4-/l initielt. Specielt for lave permanganatkoncentrationer vil NOD omsætningen være betydeligt lavere. Permanganatomsætning i lerkernerne bedømt ud fra indholdet af mangandioxid er lavere end NOD bestemt i batchforsøgene.
De maksimale permanganat koncentrationer observeret i filtre i moniterings-boringerne M1 og M11 for samme dybdeinterval som kernerne er udtaget fra var 0,01-0,025 g/l (oxideret zone) hhv. 2-10 g/l (reduceret zone). Tilstrømning til filtrene sker fortrinsvis fra sandlinser og –slirer, hvorfor koncentrationsniveauet i filtrene afspejler koncentrationsniveauet af permanganat i disse. Koncentrationerne af permanganat i porevandet i lermatricen har været lavere som følge af diffusionsbegrænsning og reduktion af permanganat, sandsynligvis specielt for den reducerede zone. Et lavere permanganatomsætning i lerkernerne sammenholdt med NOD bestemmelser kan således skyldes lavere permanganatkoncentrationer.
Muligheden for at permanganat omsat i lermatricen ikke optræder som mangandioxid i lermatricen (kolloid-diffusion, kompleksopløsning, m.v.) diskuteres i kapitel 5.
4.5 Oprensning af PCE på Dalumvej
På Dalumvej har etableringen af storformatboringer på tværs af sand- og lerlag kombineret med en densitetseffekt af de meget høje permanganatkoncentrationer i storformat-boringerne tilsyneladende bevirket, at en del af permanganaten er spredt i nedre (sand)lag, hvor behovet (i det mindste lokalt ved M11) ikke har været så stort (Fyns Amt, 2003b).
På trods af, at permanganaten tydeligvis har haft en effekt og reduceret PCE-koncentrationerne i sandlinser og –slirer samt umiddelbart tilstødende ler, ses der fortsat relativt høje PCE koncentrationer (200 – 10.000 µg/kg). Umiddelbart kunne dette tolkes som et udtryk for tilbagediffusion af PCE fra lermatricen med de høje koncentrationer til sandlinser og –slirer efter, at permanganaten er opbrugt. I flaskeforsøgene beskrevet i kapitel 3 er imidlertid observeret resterende koncentrationer af PCE (størrelsesordenen 50-500 µg/l, < 1% af initialkoncentrationerne) i flasker med høje rest-koncentrationer af permanganat. Boksforsøget diskuteret i kapitel 5 tyder ligeledes på mulighed for en vis grad af sameksistens af PCE og permanganat. Det kan således ikke udelukkes, at der også har været en vis koncentration af PCE samtidig med tilstedeværelsen af permanganat i felten.
Indtrængningen af permanganat i lermatrix ved diffusion observeret i form af mangandioxid i kernerne (ca. 15 cm i forvitret og 2-3 cm i uforvitret zone) er i rimelig overensstemmelse med de i afsnit 4.2.1 beskrevne forventninger til indtrængen på 1 år. Der er dog overraskende, hvor meget lavere indtrængen der observeredes i uforvitret end forvitret moræneler sammenholdt med en forholdsvis begrænset variation i tidligere bestemte NOD-værdier for lokaliteten.
Brunfarvningen og sænkningen i PCE-koncentrationer omkring sprækken i leren fra bunden af M11 k3 illustrerer (figur 4.7), at der er sket en vertikal spredning af permanganat i sprækker i morænelersaflejringerne, som har bidraget til oprensning af forureningen i leraflejringerne.
Samlet set indikerer resultaterne fra de udtagne lerkerner, at der har været en meget stor omsætning af permanganat indenfor det første år med begrænset effekt på koncentrationerne af PCE ikke blot i lermatrix men også i de vandførende sandlinser og –slirer. Undersøgelser i storformatboringer har vist, at permanganaten stort set var udvasket eller omsat 1 år efter indbygningen. Det er muligt at udvaskningen/omsætningen er sket hurtigere, således at den reelle behandlingstid har været mindre end 1 år. Ved efterfølgende monitering (i 2004) på Dalumvej er observeret tilbageslag (øgede koncentrationer) af PCE i grundvandet i moniteringsboringernes filtre (NIRAS 2004). Dette er i god overensstemmelse med forventningerne baseret på de høje resterende PCE koncentrationer i lermatrix. Tilbageslaget kan dog til dels også skyldes tilførsel fra opstrøms restforurening udenfor det behandlede område.
Version 1.0 Februar 2006, © Miljøstyrelsen.