| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Basisk Hydrolyse – Indledende Laboratorieforsøg & Forslag til Demonstration i Pilotskala

1 Indledning

• 1.1 Baggrund
• 1.2 Formål
• 1.3 Oversigt over forureningen ved Høfde
  • 1.3.1 Cheminovas udledning og landbrugsministeriets deponering
  • 1.3.2 Afgravning og overdækning
  • 1.3.3 Restforurening og risiko
  • 1.3.4 Fordeling af forurening
  • 1.3.5 Baggrundsoplysninger om stofferne
  • 1.3.6 Den geologiske opbygning og hot-spot
  • 1.3.7 Den planlagte spunsvæg og vandspejlssvingninger
• 1.4 aktiviteter i denne undersøgelse

1.1 Baggrund

Den 21. november 2005 fremsendte Miljøstyrelsen en opfordringsskrivelse /1/ til Watertech a/s. Opfordringen var at afgive tilbud på et projekt under Teknologiprogrammet for jord- og grundvandsforurening med følgende titel:

Anvendelse af basisk hydrolyse som afværgeteknologi overfor sediment- og grundvandsforurening på depotet ved Høfde 42 – fase 1: Projektbeskrivelse og forundersøgelse.

Watertech kvitterede opfordringsskrivelsen med et oplæg dateret 8. december 2005 /2/.

Projektet blev gennemført af Watertech i samarbejde med DGE i 1. halvåret 2006. Fra myndighedernes side, blev projektet gennemført som et samarbejde mellem Ringkjøbing Amt og Miljøstyrelsen. Sideløbende med dette projekt blev vurderinger af 5 andre teknologier (termisk, kemisk oxidation, biologisk og fysisk fjernelse) vurderet af andre firmaer.

Det aktuelle område er et forurenet depot ved Høfde 42 på Harboøre Tange. Der arbejdes på at gennemføre en afværgeforanstaltning til at forhindre udsivning til Vesterhavet baseret på etablering af en spunsvæg omkring det forurenede område i kombination med topmembran og sikring af en indadrettet gradient ved oppumpning af grundvand.

Miljøstyrelsen har skønnet det hensigtsmæssigt at gennemføre afværgeforanstaltningen i 3 adskilte faser:

1) Udredning af teknologiens anvendelighed (nuværende udbud)

2) Pilotskala demonstration

3) Projektering og etablering

Den udbudte tjenesteydelse omfatter udelukkende fase 1.

1.2 Formål

I følge opfordringsskrivelsen er det samlede formål med afværgeprojektets tre faser at oprense forureningen i form af en væsentlig massereduktion, som skal være tilendebragt senest, når spunsvæggen ikke længere er hydraulisk tæt.

Det aktuelle projekts overordnede formål er at tilvejebringe den tilstrækkelige og nødvendige viden for valget af den teknisk-økonomisk optimale løsning til fjernelse af forureningen i sediment og grundvand ved Høfde 42. Projektet skal baseres på kendt viden og eventuelt begrænsende feltanalyser/laboratorieforsøg. Desuden skal projektet afklare eventuelle specielle krav til et pilotforsøg.

Hermed er målet med fase 1 at give grundlag for at udvælge et mindre antal oprensningsteknologier til pilotskalaforsøg.

1.3 Oversigt over forureningen ved Høfde 42

1.3.1 Cheminovas udledning og landbrugsministeriets deponering

I perioden fra 1953 - 1962 har Cheminova udledt slamholdigt råspildevand og restprodukter samt deponeret fast affald fra produktionen af pesticider i en langstrakt lavning mellem to klitrækker ved høfde 42 og 43 på Harboøre Tange. Deponeringen har medført en kraftig forurening af sediment og grundvand med en lang række kemiske stoffer. Landbrugsministeriet indsamlede i begyndelsen af 1960´erne ca. 40 tons bekæmpelsesmidler, som ligeledes blev henlagt i depotet ved Høfde 42.

Forureningen ved høfdedepotet består af såvel opløst forurening som fri organisk fase. Der er påvist ca. 100 stoffer i det tidligere depotområde, hvoraf kan fremhæves insekticiderne parathion, methylparathion, malathion og sulfotep samt kviksølv.

1.3.2 Afgravning og overdækning

I 1971 fjernede Vandbygningsvæsenet (Kystdirektoratet) ca. 1250 m³ sandblandet kemikalieaffald i forbindelse med at Høfde 42 blev forlænget i østlig retning. Vandbygningsvæsenet og Cheminova udlagde herefter et asfaltkappe over det resterende depot.

Miljøstyrelsen foranstaltede i 1981 en fjernelse af depotet ved Høfde 42. Der blev bortgravet ca. 1.200 tons kemikalier, mens der blev skønnet efterladt ca. 120 tons restforurening. Der blev afgravet til et niveau svarende til vandspejlet i området.

I perioden siden deponeringen har der således kunne ske en grundvandsbåren spredning af forureningskomponenter til områdets recipienter.

1.3.3 Restforurening og risiko

I forbindelse med risikovurdering af restforurening er der identificeret en række stoffer, som er vurderet til at udgøre den største risiko for vandkvaliteten i Vesterhavet. Risikovurderingen er overordnet baseret på forholdet mellem påvist koncentration i grundvandet og potentielle vandkvalitetskrav for overfladevand. Det drejer sig om følgende parametre:

• Parathion
• Methylparathion
• Ethylsulfotep
• Fyfanon (malathion)
• Kviksølv
• EP1
• EP2-syre

Et overslag af massen af udvalgte parametre i Høfdedepotet fremgår af Tabel 1-1.

Tabel 1-1. Forureningsmasse for udvalgte parametre i høfdedepotet.

1.3.4 Fordeling af forurening

Forureningen ved Høfde 42 kan, som nævnt, karakteriseres som en meget kompleks blandingsforurening, der er sammensat af mere end 100 forskellige kemiske forbindelser. I et notat /3/ er forureningsmassen af disse stoffer beregnet i henholdsvis bundet til sediment (adsorberet og residual fri fase), opløst i grundvand og fri organisk fase, se Tabel 1-2 nedenfor.

i.b.: Ikke beregnet. Summen er angivet med to betydende cifre.

Tabel 1-2: Den skønnede mængde af vigtige forureningsparametre i Høfde 42 depotet /3/.

Den udførte estimering af den aktuelle fordeling viser, at langt hovedparten af forureningen er bundet til sedimentet, se den grafiske fremstilling i Figur 1-1. Den udførte estimering af forureningsmasse dokumenterer endvidere, at langt hovedparten af forureningen forefindes i det øvre sekundære grundvandsmagasin. Disse oplysninger tydeliggør, at afværgeforanstaltningen skal rettes mod forureningen adsorberet og som residual fri fase i sedimentet i det sekundære magasin.

Figur 1-1 Visualisering af forureningsfordelingen fra Tabel 1-2.

1.3.5 Baggrundsoplysninger om stofferne

For at kunne forstå basisk hydrolyse, er det vigtigt at vide lidt om de forurenende stoffer. Generelt kan der skelnes mellem færdigvarer (hovedsagelig parathion, methylparathion, malathion, ethylsulfotep og aminoparathion) og hydrolyse-resterne (EP2-syre, EP1, PNF).

Det er færdigvarerne, der har den ønskede pesticidvirkning. Sagt på en anden måde, er færdigvarerne toksiske. Disse varer består generelt af 2 halvdele, forbundet af en ester binding, der brydes (hydrolyseres) relativt let ved forhøjede pH-værdier. Hermed deles færdigvarerne i 2 dele. Færdigvarerne er ikke ladede, organiske stoffer, hvormed de binder relativ stærkt til jordens indhold af ler og naturligt organisk stof.

Hydrolyse-resterne har ca. den halve størrelse i forhold til færdigvarerne. De består af carboxylsyre, der ved almindelig eller forhøjet pH-værdier har mistet en proton og er dermed negativt ladede. Disse forhold har afgørende betydning for mobiliteten, da der ikke sker sorption til negativt ladede lerpartikler og da vandopløseligheden stiger enormt. Herudover har hydrolyse-resterne ikke den ønskede pesticidvirkning. Det vil sige, at når færdigvarerne omdannes til hydrolyse-rester, fjernes langt den største del af risikoen for toksiske effekter. Desuden bliver forureningen mobiliseret, hvor det let kan oppumpes.

1.3.6 Den geologiske opbygning og hot-spot

Den geologiske opbygning på lokaliteten kan lidt forenklet beskrives som bestående af (fra terræn) følgende lag:

• et mellemkornet og velsorteret sandlag med en mægtighed på 3-4 m
• et tyndt indskudt ler-/siltlag (højt indhold af organisk materiale) med en mægtighed på 0,1-0,2 m
• en velsorteret sekvens med skiftende finkornede lag (finsand og silt) med en mægtighed på 6-7 m
• et lerlag (fjordler/Aggerler) med en anslået tykkelse på 8-10 m

I høfdedepotet forekommer langt hovedparten af massen af stoffer som parathion, methylparathion, malathion og sulfotep i laget som overlejrer det indskudte lerlag. I det øvre magasin er forureningsniveauet generelt markant højere i det delområde, hvor der tidligere er henholdsvis nedsivet slamholdigt spildevand og deponeret fast affald.

De udførte forureningsundersøgelser viser således, at der forekommer et hot-spot lokaliseret over det indskudte lerlag og i en begrænset del af det område, der planlægges indspunset. Det er denne hot-spot, der indeholder den væsentligste forureningsmasse. Det antages, at sedimentet i hot-spot (skønsmæssigt kote +0,5 til -2,5) har typiske indhold af parathion og TOC i størrelsesorden 1.000 til 10.000 mg/ kg vådvægt.

1.3.7 Den planlagte spunsvæg og vandspejlssvingninger

Som bekendt udføres en spuns omkring Høfde 42 depotet i løbet af sommeren/efteråret 2006. Spunsen skal indkapsle et område på ca. 2.000 m² og føres ned i fjordleret, som regnes som bund i systemet. Generelt ligger fjordlerets overflade omkring kote -9, mens grundvandet ligger i ca. kote +1 inden oppumpning begynder. Oprindeligt var der planlagt et dræn på indersiden af spunsen, hvorfra der kunne oppumpes grundvand for at sænke vandspejlet til kote -1. Drænet er nu ændret til en række afværgeboringer. Der regnes med en oppumpning på maksimum 5 m³/t.

Spunsen udføres af stål med katode beskyttelse og coating på indersiden. Som bekendt er miljøet ved spunsen meget aggressiv bl.a. på grund af det høje indhold af salt og de lave pH-værdier, der findes visse steder i depotet. Disse forhold må forventes at have stor indflydelse på spunsens levetid.

Vandstanden inden for spunsen må forventes at være nogenlunde konstant over arealet på de 20.000 m² på grund af den fysiske barriere rundt om depotet, dvs. at der ikke inden for spunsen vil være den store forskel i grundvandsstanden om den måles i øst eller vest. Derimod kan der være stor forskel uden for spunsen afhængig af vandstanden i Vesterhavet som sagtens kan variere op til 3 m og ligeledes på vandstanden i Lagunen som også kan variere 1-2 m. Nettonedbøren har formodentlig mindre betydning, idet den er ca. 700 mm på årsbasis, og som regel rimelig fordelt over året. På grund af den planlagte membran ved depotet vil nettonedbøren være med til at der naturligt vil være et højere trykniveau uden for spunsen.

Disse vandspejlssvingninger medfører, at der vil kunne forekomme udadrettede gradientforhold i dele af året. Denne udadrettede strømning vil vare så længe at lavvandet skaber den udadrettede gradient. Så snart gradientforholdene vender - hvilket vil være hovedparten af tiden - så vil en del af det vand som strømmede ud fra utæthederne blive trukket tilbage som følge af at strømningsretningen er vendt. Netto vil den mængde forurening der kan nå havet eller lagunen være forsvindende lille.

På grund af afværgepumpningen vil der være en opadrettet gradient, over det indskudte lerlag. Oprindeligt var det planen at etablere 30 perforeringsboringer, der skaber hydraulisk kontakt mellem det øvre og nedre magasiner. Disse blev senere droppet.

1.4 aktiviteter i denne undersøgelse

Denne rapport beskriver resultater fra en indsamling af eksisterende data samt et laboratorieforsøg. Desuden vurderer rapporten metoden og skitserer, hvordan metoden kan anvendes ved en fuldskala oprensning. Endelig angives forslag til udformning af en demonstration i pilotskala.

I de følgende afsnit omtales disse resultater og vurderinger.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 September 2007, © Miljøstyrelsen.