Miljøvurdering af termisk assisteret jordrensning (dampoprensning)
5 Jordfysiske undersøgelser
5.1 Introduktion
Prøveudtagning af intakte borekerner til jordfysiske undersøgelser er foretaget i november 2000, før dampoprensningen i området var startet, og i november 2002, efter temperaturen i området var sænket nok til at en ny prøveudtagning kunne gennemføres. Prøveudtagningerne er udført af firma Per Aarsleff A/S, som har brugt akrylrør af 70 cm højde og en indvendig diameter af 78 mm. Borejournaler er præsenteret i Annex B. Borekernerne er udtaget omkring dampboringerne 140, 154, 157, 158 og 159 (fig. 2.2). En del borekerner gik tabt undervejs, især når der fandtes sten inde i borekernen. I 2000 er der i alt udtaget 19 intakte borekerner. Der blev i alt kun udtaget 15 intakte borekerner i 2002, da en del prøver blev tabt, ved at nogle sandede prøver løb ud af røret. Dette skyldes et højere sekundært grundvandsspejl på det tidspunkt, hvor prøverne blev udtaget. Derfor er der i boring 157 og 158 ingen prøver fra de dybere sandlag.
Fra de 19 borekerner i 2000 er der udskåret i alt 53 ringe med en højde på ca. 63 mm, tre ringe per borekerne. De 53 ringe blev vejet og sat på sandboksene, som var i kapillær kontakt med en hængende vandsøjle. Ringene blev bragt i ligevægt i mindst 72 timer med et vandpotentiale på -10, -20 , -40, -70, og -100 cm. Derefter er luftpermeabilitet målt ved –100 cm vandpotentiale. Prøverne blev bagefter mættet op igen, hvorefter den mættede vandledningsevne (Ksat) blev bestemt.
Fra de 15 borekerner fra 2002 blev der udskåret i alt 45 ringe med en højde på ca. 63 cm, som blev behandlet på sammen måde som ovenfor beskrevet.
5.2 Jordfysiske undersøgelser
Geologi
Tidligere boringer i forbindelse med selve oprensningsprojektet har vist, at de øverste 14-15 meter består af glaciale aflejringer. Borejournaler (Annex B) viser øverst et lag fyld på ca. 1,5-2,5 m. Derunder er der i alle boringer, undtagen nr. 140, fundet gulbrun moræneler omkring 2 m dybde. Derunder findes smeltevandsaflejringer mellem 4 og 8 m dybde, bestående af lysegule sandaflejringer blandet med silt og ler. I boring 140, 157 og 158 fandtes også gråt reduceret moræneler i 6 og 8 m dybde. En sammenligning mellem 2000 og 2002 viser, at overgangen mellem de forskellige lag ikke findes på samme dybde, selv om prøverne blev udtaget på mindre end 2 m afstand fra hinanden. For eksempel findes der moræneler i boring 157 i 2000 på en dybde af 6.30 til >8,20 m, mens det i 2002 fandtes i en dybde af 5,40 til 7,80 m. Dette afspejler en stor rummelig variation i lokalitetens geologi.
Dybdeprofiler
I figur 5.1 er der vist de vigtigste fysiske parametre, som er blevet målt for boring 140 og 154. De to profiler repræsenterer de to yderpunkter mht. temperatur gennem perioden med dampoprensning. Boring 140 er blevet udsat for de højeste temperaturer, mens 154 lå i periferien af dampbehandlingerne, og derfor ikke har været udsat for så høje temperaturer.
Figur 5.1 og 5.2 viser, at den heterogene opbygning af profilen gør det vanskeligt at sammenligne fysiske parametre for hver profil/dybde kombination. Figuren viser tydeligt den ekstreme variabilitet af prøverne indenfor den sammen borekerne. Variabiliteten af de fysiske egenskaber hænger sammen med en teksturopbygning bestående af silt og leraflejringer. Især vandledningsevne og luftpermeabilitet fra prøver fra den samme borekerne kan variere over flere størrelsesordner, selvom den makroskopiske teksturvurdering kan være ens. Det er derfor ikke muligt at udtale sig om ændringer efter dampning på en bestemt profil/dybde kombination.
Figur 5.1. Profiler med målte jordfysiske egenskaber fra boring 140.
Figur 5.2. Profiler med målte jordfysiske egenskaber fra boring 154.
Statistisk samligning af jordfysiske parametre før/efter dampbehandling
Figur 5.3 viser alle målte fysiske parametre fra 2000 og 2002, i form af median værdi, 2% og 95% percentiler samt ”outliers” fra datasættet. I forbindelse med højere sekundær grundvandstand i 2002 er det ikke overraskende, at vandindholdet ved prøveudtagningen i 2002 var lidt højere end i 2000 (Figur 5.3). Til gengæld er det overraskende, at medianen for både den mættede hydrauliske ledningsevne (Ksat) og volumenvægten er lidt højere i 2002 end i 2000 (diskuteres nedenunder). Figur 5.3 viser også, at den statistiske fordeling af luftpermeabilitet er meget forskellige for hhv. 2000 og 2002. Det formodes, at målingerne fra 2000 var fejlbehæftede, og at den nedre ”afskæringsværdi” skyldes falsk luft, som er trængt ind mellem jord og rør. Derfor er det ikke muligt at sammenligne luftpermeabilitetsmålingerne.
Figur 5.3. Statistiske fordeling af vandindhold ved prøveudtagning, volumenvægt, mættede hydrauliske ledningsevne og luftpermeabilitet. Alle data fra 2000 og 2002 er inkluderet i figuren.
Figur 5.4. Relationer mellem volumenvægt og mættet hydraulisk ledningsevne i 2000 og 2002. Symboler repræsenterer boringsnummer (øverst), prøvedybde (i midten) og tekstur (nederst, l=ler, fs=fin sand, s= sand, gs = grov sand).
Jordstruktur relationer
Det bedste indtryk af dampbehandlingens effekt på jordstrukturen fås af relationen mellem volumenvægt og hydraulisk ledningsevne. Denne relation er vist i Figur 5.4 og afspejler sammenhængen mellem jordstruktur og porekontinuitet. Der ses en negativ signifikant korrelation i 2000 med R² = 0.65, som afspejler den forventede lavere log(Ksat) ved stigende massefylde. Denne statistiske sammenhæng er dog helt forsvundet i 2002 (R²=0.15). Figur 5.4 viser en generel forskydning af de fleste punkter opad og til højre i figuren, dvs. at prøverne efter dampbehandling generelt har en højere volumenvægt og ledningsevne. Dette er tydeligst for prøverne fra boring 140, som har været udsat for de højeste temperaturer. En begrænset mængde af gule morænelerprøver fra boring 158 og 159 følger ikke denne generelle stigning og har den modsatte tendens. Hermed er den statistiske sammenhæng forsvundet.
5.3 Konklusioner
Resultaterne fra de intakte borekerner har vist, at dampbehandling kun i ringe grad har påvirket de gennemsnitlige jordfysiske egenskaber. Vandretentionsegenskaber blev næppe påvirket af dampbehandling. Der blev til gengæld målt en ringe stigning af både volumenvægt og hydraulisk ledningsevne, hvilket er bemærkelsesværdigt, idet en stigning af volumenvægten normalt vil medføre en sænkning af porøsitet og dermed også en sænkning af vandledningsevne. Muligvis kan stigningen i både volumenvægt og vandledningsevne forklares ved, at betydelige mængder af kulstof er fjernet med den opsuget luft /1/. Dette skyldes formentligt fjernelse af organisk humus i profilen ved våd oxidation. Organisk stof selv i små mængder har stor betydning for både jordstruktur og hydraulisk ledningsevne.
Resultaterne viser, at effekten er mest udbredt ved boring 140. Dette stemmer godt overens med at denne boring har været udsat for de højeste temperaturer sammenlignet med de andre undersøgte boringer i området.
Version 1.0 Marts 2007, © Miljøstyrelsen.