Kemisk oxidation med permanganat
6 Sammenfattende diskussion
- 6.1 Oxidantomsætning i danske sedimenter
- 6.2 Hvad styrer omsætning af permanganat?
- 6.3 Autodestruktion af permanganat
- 6.4 oxidation af PCE og omsætning af oxidant
- 6.5 Reaktionskinetik for kemisk oxidation
- 6.6 Oprensning af moræneler med sandlinser på Dalumvej
- 6.7 Konceptuel model
I de foregående 4 kapitler er resultater fra laboratorieforsøg og prøvetagninger fra feltlokalitet til fastlæggelse af dimensionerings- og spredningsparametre for oprensning med permanganat beskrevet. Laboratorieforsøgene er gennemført med morænelerssedimenter fra to danske lokaliteter (Dalumvej og Hvidovre). Parallelt er der gennemført kerneprøvetagning på Dalumvej, som opfølgning på en fuldskalaoprensning af en PCE forurenet lokalitet. Lokaliteten er karakteriseret ved en kompleks geologi med moræneler og sandslirer, hvor forureningsspredning og oprensning sker via sandslirerne og diffusion ind i moræneleren. Disse resultater og erfaringer er anvendt til at opbygge et boksforsøg for at simulere oprensning af PCE med permanganat under kontrollerede forhold. Boksforsøget har i opsætning simuleret feltforholdene med hensyn til spredning af PCE og efterfølgende oprensning med permanganat.
I dette kapitel vil disse resultater bliver diskuteret, sammenfattet og perspektiveret i en række tematiske diskussioner.
6.1 Oxidantomsætning i danske sedimenter
Oxidantomsætning for de 4 undersøgte sedimenter viser NOD-MnO4- værdier mellem 3 og 20 g/kg TS (tabel 2.4) for permanganatkoncentrationer på 5 og 20 g/l. Resultaterne for Dalumvej svarer nogenlunde overens med resultaterne fra tidligere forsøg på danske morænelers sedimenter (Figur 6.1) hvorimod værdierne for Hvidovre generelt er højere end tidligere målte resultater (Hønning et al., 2004).
Figur 6.1: Sedimentets naturlige oxidantomsætning (NOD-KMnO4) for en række danske sedimenter. Det skal bemærkes, at alle NOD koncentrationer er opgivet som kaliumpermanganat jf. afsnit 2.3.2 (Hønning et al., 2004).
Det er tydeligt, at oxidantomsætningen er stærkt afhængig af koncentrationen af permanganat, hvilket også tidligere er konstateret (årsagerne diskuteres i 6.2). Det betyder i praksis, at NOD værdier altid skal angives sammen med en koncentration af permanganat. Det er også vigtigt at være opmærksom på, om reaktionen har haft mulighed for at løbe til ende. Altså er der stadig permanganat i overskud ved afslutningen af forsøget. Et sidste aspekt er den tid, som forløbet sker over. Omsætningen er tæt på det maksimale efter 5-8 dage, hvor den maksimale omsætning i denne rapport er givet for slutudtaget efter 21 dage i batchforsøgene.
Oxidantomsætningen afhænger tydeligvis også af sedimenternes redoxstatus. Som forventet vil reducerede moræneler sedimenter have et større permanganatomsætning end oxiderede sedimenter, så det er vigtigt ved planlægning af oprensninger at kende beliggenheden af oxidations/reduktionsfronten.
I sandede aflejringer er oxidantomsætningen betydeligt mindre end i morænelers sedimenter (Figur 6.1). Sandsynligvis vil oxidantomsætningen målt i laboratoriet også give en rimelig afspejling af omsætningen i felten. Det er blandt andet påvist af Jørgensen et al. (2003) ved oprensning på Vesterbro 27, Odense. Her er permanganatomsætning i felten og ved laboratorieforsøg sammenholdt, og det konkluderes, at der er en god overensstemmelse. Det peger på, at der har været en god kontakt mellem permanganat og sediment.
I morænelersaflejringer er situationen væsentlig anderledes, og det er et åbent spørgsmål i hvor høj grad laboratoriemålinger kan overføres til felten. Sammenligninger mellem laboratoriemålinger og feltobservationer på Dalumvej tyder på, at der sker en betydelig mindre omsætning i felten (baseret på MnO2 indhold i ler).
Umiddelbart er forklaringen dårlig kontakt mellem moræneler og permanganat og diffusionsbegrænsning, som helt naturligt vil reducere omsætningen af permanganat. Resultaterne i kapitel 5 peger også på større oxidantomsætning i flaskeforsøg end i boksforsøg. Oxidantomsætning bestemt i laboratorieforsøg med moræneler giver derfor snarere en øvre grænse for omsætning end den aktuelle omsætning i felten. Batchforsøg med oxidantomsætning i laboratoriet har dog stadig en værdi, da de nemmere kan gennemføres og samtidig kan identificere morænelerssedimenter med særlig høj oxidantomsætning som fx moræneleren fra Hvidovre.
For praktiske formål ved projektforslag med kemisk oxidation foreslås det, at basere sig på erfaringstal for NOD. Forsøgene har vist, at NOD værdier mellem 10-20 g MnO4-/kg sediment og koncentrationer af permanganat mellem 1-5 g MnO4-/l umiddelbart virker som en fornuftig startværdi. Hvis det besluttes at indlede fuldskalaoprensning ved kemisk oxidation med kaliumpermanganat anbefales det at få udført konkrete NOD bestemmelser på grundvandssedimenterne, hvortil batchforsøg virker som den bedste metode på trods af den mulige overestimering.
6.2 Hvad styrer omsætning af permanganat?
Omsætningen af PCE kan kun forklare en mindre del af omsætningen af permanganat ved de anvendte koncentrationer (op til 100 mg PCE/l) og dermed også i mange praktiske tilfælde. Sedimenters permanganatomsætning er styret af organisk kulstof og andre reducerede bestanddele. I tidligere gennemførte forsøg for sammenhængen mellem indholdet af organisk kulstof og NOD (Figur 6.2), sås for morænelers sedimenter trods en betydelig spredning, en stigning i NOD ved højere indhold af organisk kulstof. I denne undersøgelse er der for de 4 sedimenter ikke nogen sammenhæng, men ved sammenligning af de to morænelers sedimenter for Dalumvej henholdsvis Hvidovre, ses der højere NOD ved højere TOC.
Figur 6.2: Sedimentets naturlige oxidantomsætning (NOD-KMnO4) som funktion af sedimentets indhold af organisk kulstof. Alle TOC værdier over 0,1 % (1 mg/kg TS) stammer fra morænelerssedimenter. Tallene er for startkoncentrationer på 6,25, 12,5 og 25 g KMnO4/l. Det skal bemærkes, at aksen med organisk kulstof er logaritmisk og alle NOD koncentrationer er opgivet som kaliumpermanganat jf. afsnit 2.3.2 (Hønning et al., 2004).
Det er forsøgt at opstille en sammenhæng mellem omsætningen af permanganat og omsætningen af TOC. Den foreslåede model kan ikke verificeres, da der i en række tilfælde sker langt større fald i TOC end hvad omsætningen af permanganat kan forklare, forudsat at den målte initielle TOC er korrekt. Der er målt en variation i sedimentets initielle TOC indhold i de gennemførte forsøg, som diskuteret i kapitel 2 og 3. Endvidere er modellen opstillet ud fra et modelstof for organisk stof, der giver et reaktionsforhold på 13:1 (g/g) mellem permanganat og organisk kulstof. Det anvendte reaktionsforhold er teoretisk og kan i praksis afvige fra det teoretiske, hvilket vil give en variation, som modellen ikke tager højde for.
Betydningen af øvrige reducerede bestanddele er belyst ved COD bestemmelse for sedimenterne fra Dalumvej og Hvidovre (Tabel 2.3) En omregning til NOD (4 gange COD) viser, at COD værdien er dobbelt så høj for Dalumvej (reduceret og oxideret sediment) og Hvidovre, mens den er 3-4 gange højere for det reducerede Hvidovre sediment. COD bestemmelsen medtager både organisk stof og reducerede bestanddele i større mængder, da oxidationen er mere effektiv end med permanganat. Da organisk kulstof for de to reducerede sedimenter er det samme, tyder COD bestemmelsen på, at der er et betydeligt bidrag fra andre reducerede bestanddele i Hvidovre sedimentet, hvilket også ses i det højere NOD for Hvidovre.
Resultaterne tyder samlet på, at oxidantomsætningen er styret af det organiske kulstof. Karakteren af det organiske stof og øvrige reducerede bestanddele kan især for reducerede sedimenter have væsentlig betydning og vil formentlig afhænge af lokaliteten.
6.3 Autodestruktion af permanganat
Et meget diskuteret fænomen er autodestruktion af permanganat, som populært sagt er permanganats reaktion med sig selv. Reaktionen er katalyseret af mangandioxid. Det betyder, at en ren opløsning med permanganat er stabil i laboratoriet, hvis der ikke sker nogen reaktion med fx PCE eller organisk stof, så der dannes mangandioxid. Autodestruktion er foreslået som den primære årsag til, at permanganatomsætningen er så stor ved forsøg med høje koncentrationer af permanganat (> 5 g/l).
Resultaterne i denne undersøgelse bekræfter, at NOD stiger stærkt med stigende initiel koncentration af permanganat (se fx figur 2.2). Det ses, at der sker en betydelig omsætning af permanganat over det første døgn. Det kan sammenholdes med oxidationen af organisk kulstof, som ikke viser noget markant fald efter de første timer. Altså tyder det på, at permanganatomsætningen efter de første timer ikke skyldes omsætning af organisk kulstof. En sandsynlig mulighed er således autodestruktion.
I boksforsøgene blev der dannet en del mangandioxid i sandlaget (S2). Koncentrationen var højest nær indløbet og aftog i retning mod udløbet. De høje mangandioxidkoncentrationer i sandlaget (S2), specielt nær indløbet, kunne være indikation på selvdestruktion af permanganat katalyseret af allerede dannet mangandioxid. Mangandioxidkoncentrationerne var dog lavere end forventet i forhold til NOD for sandlaget.
I storformatboringerne på feltlokaliteten blev der målt mangan svarende til 1-4 g MnO2/kg TS (NIRAS, 2003; Hedeselskabet, 2003). Baggrundsniveauet af mangan i sandet (anslået sammenligneligt med indhold i smeltevandssand) vurderedes at svare til ca. 0,3 gMnO2/kg TS. NOD i tilbagefyldsmaterialet anvendt i boringerne svarede til dannelse af 0,4 gMnO2/kg TS. Omsætning af tilstrømmende opløst PCE vil have givet et mindre bidrag. På baggrund heraf er det vurderet, at der er sket en betydelig selvdestruktion i området med storformatboringerne (Hedeselskabet, 2003).
Autodestruktion er oplagt et problem som bør tages med i forbindelse med design af oprensninger med permanganat. Den mest effektive måde at begrænse autodestruktion er at undgå de meget høje permanganatkoncentrationer, da fænomenet udviser en stærk koncentrationsafhængighed.
6.4 oxidation af PCE og omsætning af oxidant
Det primære formål med at tilsætte permanganat er at oxidere PCE. Ud fra en støkiometrisk betragtning udgør omsætning af PCE meget lidt i forhold til NOD ved typiske opløste PCE-koncentrationer i grundvand (tabel 3.4 og 3.5). I det tilfælde, hvor der er fri fase af PCE til stede, kan oxidantomsætningen udgøre en betydelig større del.
PCE's begrænsede rolle støkiometrisk bekræftes i tabel 3.6, som ikke viser nogen markant stigning i oxidantomsætning i flasker med både PCE og sediment i forhold til flasker med sediment alene. Dette observeres/beregnes også for kerneprøverne fra Dalumvej og ved boksforsøget. Her er det dog vigtigt at have for øje, at der løbende kan ske en tilførsel af PCE, mens de permanganatomsættende dele i sedimenterne er fastsiddende. Umiddelbart rokker det ikke ved forholdet mellem PCE's og sedimentets omsætning af permanganat i dette tilfælde. Ved en langvarig oprensning hvor sedimentets oxiderbare dele gradvis opbruges, og der til stadighed sker tilførsel af PCE via diffusion kan det måske blive af betydning.
Det fremgår af resultaterne i tabel 3.7, at der sker en effektiv massefjernelse af PCE i mange tilfælde (mere end 99 %). Det er også tydeligt, at fjernelsen sker i et samspil med sedimentets oxidantomsætning. Umiddelbart er der tydeligvis en begrænsning i fjernelsen af PCE, som delvis skyldes, at sedimentet omsætter permanganat ligeså hurtigt eller hurtigere end PCE. Det betyder også, at fjernelsen ved lavere koncentrationer af permanganat (500 mg/l) kun er effektiv for behandling af det oxiderede sediment ved det givne væske/jord forhold. Der opnås til gengæld ikke nogen synderlig forbedring ved at øge koncentrationen til 5000 mg/l. For det reducerede sediment kræver en effektiv fjernelse en koncentration på 5000 mg/l. Det kan tænkes, at det ikke kun skyldes en større omsætning af oxidant, men også at visse bestanddele i det reducerede sediment oxideres særdeles hurtigt. I alle tilfælde skal resultaterne analyseres med udgangspunkt i det anvendte væske/jord forhold. På det foreliggende grundlag tyder det på, at permanganat koncentrationer på 1000-5000 mg/l er hensigtsmæssige ved en oprensning.
På trods af at permanganaten på Dalumvej tydeligvis har haft en effekt og har mindsket PCE-koncentrationerne i sandlinser og 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 er imidlertid også observeret koncentrationer af PCE (størrelsesordenen 50-500 µg/l, < 1 % af initialkoncentrationerne) i flasker med høje restkoncentrationer af permanganat. Boksforsøget diskuteret i kapitel 5 tyder ligeledes på mulighed for en vis grad af sameksistens af PCE og permanganat. Det kan skyldes relativt langsom reaktionsrate ved lave PCE koncentrationer, præference for oxidation af noget af det organiske materiale eller andre oxiderbare bestanddele i aflejringerne eller et nedre tærskelniveau for reaktionen. Det kan således ikke udelukkes, at der også har været en vis koncentration af PCE samtidig med tilstedeværelsen af permanganat i felten, så der er tale om en kombination af tilbagediffusion og sameksistens mellem PCE og permanganat.
6.5 Reaktionskinetik for kemisk oxidation
Reaktionskinetikken for permanganat i morænelersedimenter kan beskrives ved en 1. ordens reaktion op til 8 timer fra start. I denne periode er der bestemt reaktionsrater af størrelsesordenen 0,02 til 3 timer-1 på baggrund af normerede koncentrationer. Raterne er afhængige af den initielle koncentration af permanganat, således at der er højere rater ved lavere koncentrationer af permanganat. Raterne er også højere for de reducerede sedimenter end for de oxiderede sedimenter.
Reaktionskinetikken for PCE i konkurrence med NOD følger ligeledes en 1. ordens reaktion i de første timer efter start, hvilket svarer til tidligere resultater i litteraturen. Raterne er af størrelsesordenen 0,2-4 timer-1, som er svarende til rater for PCE oxidation i vandige systemer. Der er en klar sammenhæng med koncentrationen af permanganat, således at raterne for omsætning af PCE er størst ved en høj koncentration af permanganat. Der er ingen tydelig forskel på PCE raterne bestemt i samspil med det oxiderede henholdsvis det reducerede sediment.
En generel problemstilling ved bestemmelse af reaktionskinetik- og rater i laboratoriet er, om de målte rater er realistiske i en feltsituation. I dette tilfælde er der arbejdet med realistiske koncentrationer og væske/jord forhold er tilnærmet naturlige forhold. Ulempen ved dette er at der i en række forsøg, især ved lave permanganat koncentrationer, sker en hurtig omsætning af den tilstedeværende permanganat, så der ikke kan udregnes kinetiske konstanter. Samtidig er koncentrationerne af permanganat i de fleste tilfælde ikke konstante, så forudsætningen for at anvende et 1. ordens udtryk ikke er opfyldt under hele forsøget. Alternativt kunne der være sikret pseudo konstante permanganatkoncentrationer ved at øge væske/jord forholdet. Det kunne måske have sikret 1. ordens kinetik over længere tidsforløb. I praksis ville sådanne forsøg ikke kunne anvendes til at belyse et realistisk konkurrenceforhold mellem PCE og NOD, da PCE som opløst stof ved øget væskemængde vil få en dominerende rolle (og urealistisk rolle) i forhold til NOD.
Ved fortolkningen af laboratorieforsøgene er der også arbejdet med en beskrivelse af permanganatomsætningen ved hjælp af et 2. ordens kinetikudtryk (afsnit 3.3.7), men der er ikke fundet en sammenhæng for forskellige koncentrationer af permanganat.
De opnåede kinetikrater for omsætning af permanganat kan anvendes til at vurdere reaktionshastigheden i forhold til diffusionshastigheden i moræneler. Diffusionshastigheden for permanganat ligger mellem 0,01-0,35 m/år, ved reaktion til ingen reaktion (kapitel 4). Anvendes den maksimale diffusion på 0,35 m/år kan koncentrationen af permanganat, med en 1. ordens rate på 0,01 timer -1, reduceres med en faktor 1000 til under detektionsgrænsen (fra 5000 mg/l til 0,5 mg/l) over en afstand på 3,6 cm (svarende til 24 dage). Ved lavere koncentrationer af permanganat (højere rater og lavere diffusionshastigheder) eller i det reducerede sediment (højere rater) vil reaktionsfronten blive endnu kortere.
Figur 6.3: Modelsimuleringer af koncentrationsudvikling af PCE og permanganat. Den valgte PCE rate er valgt som repræsentativ for PCE raten ved en koncentration på 100 mg/l. Der er udvalgt to forskellige permanganatrater, der afspejler oxideret (
) henholdsvis reduceret (
) sediment ved en initiel permanganatkoncentration på 500 mg/l.
1. ordens raterne for PCE og MnO4- kan også bruges til at beskrive fjernelsen af PCE, hvor der sker en konkurrence mellem oxidation af PCE og omsætning af permanganat. Modelsimuleringer med anvendelse af de beregnede rater bekræfter tendenserne fra tabel 3.7, hvor massefjernelsen blev bestemt ved forskellige koncentrationer af PCE og permanganat. Dette er illustreret i figur 6.3, hvor koncentrationen af MnO4- og PCE er simuleret for to forskellige permanganatrater. Det fremgår, at der efter 5-6 timer for det reducerede sediment kun er en meget lav koncentration af permanganat, hvilket betyder, at oxidationen af PCE formentlig vil gå i stå omkring dette tidspunkt, som det er indikeret ved stiplingen af PCE linien.
6.6 Oprensning af moræneler med sandlinser på Dalumvej
Resultaterne fra de udtagne lerkerner på Dalumvej indikerer, 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. Det var planlagt at oprensningen skulle køre i 4 år, men allerede efter 1 år var permanganaten opbrugt. Den store omsætning af permanganat skyldes både reaktion med sedimentet, men autodestruktion spiller også en betydelig rolle, hvis koncentrationerne er høje (> 5 g/l).
Den anvendte strategi med en stor dosering af permanganat i meget høje koncentrationer initielt, er således ikke optimal i moræneler med præferentiel strømning i sandlinser og –slirer. Det samme er sandsynligvis tilfældet for andre lavpermeable aflejringer, som indeholder naturligt oxiderbart materiale, med præferentiel strømning i mere permeable indlejrede lag eller i sprækker. I områder med reduceret moræneler (med høj NOD) og stor afstand mellem sandlinser er anvendeligheden af den kemiske oxidation nok begrænset set i forhold til det forholdsmæssige store forbrug af permanganat. Det skal dog bemærkes, at det ikke var kendt på designtidspunktet for oprensningen på Dalumvej.
Det er nok mere hensigtsmæssigt at foretage en gentagen dosering med lavere koncentrationer af permanganat. Derved fastholdes en lav PCE koncentration i sandlinserne, som vil betyde, at der sker en effektiv tilbagediffusion (høj PCE gradient). Denne strategi er dog ikke uden problemer, da spredningen i sandlinsen vil være hurtig i det øjeblik, der ikke sker nogen retardation af betydning. Det blev allerede observeret i felten ved den første dosering og boksforsøgene påviste det samme fænomen.
Dosering af permanganat i lavere koncentration er formentlig hensigtsmæssig, men på grund af konkurrencen mellem PCE og det organiske kulstof kræves dog en vis koncentration af permanganat. Koncentrationer afhænger tilsyneladende af sedimentets oxidantomsætning og redoxstatus.
I laboratorieforsøgene er der observeret en tilbagediffusion af PCE, ved stop for dosering af permanganat. Den resulterende koncentration i sandlinsen vil afhænge af forholdet mellem diffusionshastigheden (styret af PCE gradienten) ud fra lermatricen, flowhastigheden og tykkelsen af sandlinsen. Der kan ikke ud fra laboratorieforsøgene siges noget generelt om aktuelle koncentrationer, men det er veldokumenteret, at processen foregår.
I felten på Dalumvej sker der tilsyneladende ud fra observationerne i lerkernerne en tilbagediffusion. Der er også tegn på rebound effekt ved nye feltmålinger af PCE i sandlaget (Fyns Amt, personlig kommunikation), men det er svært at afklare omfanget, da de aktuelle koncentrationer vil være meget afhængige af filtrenes placering i forhold til sandlinserne og af prøvetagningsmetode.
I den sammenhæng kunne det være formålsmæssigt at gennemføre flere prøvetagninger af kerneprøver i forbindelse med kommende oprensninger af PCE forureninger. I den forbindelse ville der være behov for to typer kerneprøver. Kerneprøver fra det PCE forurenede område (før oprensning), for at få en viden om fordelingen af forurening i matrix i henhold til spredningsvejene i sprækker og sandslirer. Samt kerneprøver fra samme område efter gennemført oprensning for at få mere viden om indtrængningen af permanganat i lermatricen.
6.7 Konceptuel model
De gennemførte laboratorieforsøg viser en række interessante fænomener ved oprensning af en lermatrix via diffusion fra en sandlinse. Disse observationer er i dette afsnit sammenfattet med feltobservationerne i form af en konceptuel model for oprensningen på Dalumvej (figur 6.4). Modellen har dog generel karakter, da de fleste processer vil forløbe ved anvendelse af kemisk oxidation på morænelerslokaliteter.
På Dalumvej blev kaliumpermanganat installeret som fast stof i storformatboringer i og omkring kildeområdet for forureningen (figur 4.2) og spredt nedstrøms i sandlinser og –slirer med infiltrerende regnvand og gennemstrømmende grundvand (figur 6.4b). Udbredelsen af permanganat i sandlaget sker ved advektiv transport styret af den hydrauliske ledningsevne og de hydrauliske gradienter (figur 6.4c). Lokalt kan der være effekter af boringsinstallationer og densitetsforskelle, da permanganat er indbygget i en høj koncentration. Under transporten med grundvandet sker der en direkte reaktion mellem permanganat og PCE i sandlaget. I sandlaget er oxidationen af PCE meget effektiv, da NOD for sandlaget er lille. Det betyder, at der sker en hurtig udbredelse næsten svarende til grundvandets strømningshastighed af permanganat i den første fase efter indbygning af permanganat i kildeområdet (figur 6.4c og 6.4d).
I den næste fase vil permanganat begynde at diffundere ind i lermatricen (figur 6.4d). I lermatricen vil der ske en effektiv omsætning af permanganat på grund af lerets høje NOD. PCE vil også blive omsat i denne fase ved direkte reaktion i oxidationsfronten. Reaktionsraterne for oxidationsprocesserne er så hurtige, at der vil blive skabt skarpe fronter. PCE vil i denne fase diffundere ud fra lermatricen (foran oxidationsfronten) mod oxidationsfronten, da der opstår en PCE koncentrationsgradient.
Diffusionen af permanganat ind i matricen vil langsomt skride frem parallelt med omsætningen af permanganat, som vil resultere i en dannelse af mangandioxid. Mangandioxiden vil udfældes og resultere i en markant brunfarvning af sedimentet. Fremskridningen af oxidationsfronten vil afhænge af PCE koncentrationen og NOD, hvor NOD er mest betydende, hvis der ikke er fri fase af PCE. NOD er størst i den reducerede del af moræneleret, hvilket betyder, at den samme koncentration af permanganat kan diffundere længere ind i oxideret moræneler end i reduceret moræneler. Mangandioxid udfældninger kan måske også spille end rolle for diffusionsprocessen, men umiddelbart tyder observationer ikke på, at porøsiteten ændres væsentligt på grund af udfældninger.
På et tidspunkt er den indbyggede permanganat opbrugt i kildeområdet (figur 6.4e og 6.4f), hvilket betyder, at der vil ske en gradvis tilbagetrækning af permanganatfronten i sandlaget. Det skyldes manglende tilførsel og omsætning af permanganat efter diffusion ind i lerlaget. I områder hvor permanganat i både lerlag og sandlag er omsat, og der ikke er PCE i sandlaget, sker der en tilbagediffusion af PCE fra lerlaget ud i sandlaget. Det giver anledninger til en ”rebound” af PCE i sandlaget, så koncentrationerne med tiden vil stige nedstrøms kilden. Der er dog stadig sket en vis massefjernelse, og den første dosering af permanganat har derfor haft en klar effekt. Omfanget af massefjernelsen er dog meget svær at vurdere i det konkrete tilfælde på Dalumvej, da der ikke er gennemført kerneprøvetagning før oprensningen startede.
Komplet oprensning af PCE i morænelermatrix vil være meget tidskrævende og medføre et stort forbrug af permanganat. Oprensning af en del af forureningen i matrix vil imidlertid kunne reducere fluxen af PCE til og dermed koncentrationerne i grundvand i sandlinser og –slirer. For andre potentielle afværgeteknologier vil oprensning af chlorerede opløsningsmidler i moræneler oftest også være begrænset af matrixdiffusion.
Figur 6.4: Konceptuel model for oprensning af moræneler med sandlinser. Tegningerne er inspireret fra figur af Tom Heron, NIRAS.
Version 1.0 Februar 2006, © Miljøstyrelsen.