Miljøprojekt Nr. 1198 – Oprensning af forureningen på depotet ved Høfde 42 ved hjælp af nul-valent jern

Oprensning af forureningen på depotet ved Høfde 42 ved hjælp af nul-valent jern

1 Indledning

1.1 Baggrund
1.2 Formål med projektet
1.3 Rapportens opbygning

1.1 Baggrund

I 1953 fik Cheminova A/S tilladelse til at udlede spildevand med restprodukter fra deres produktion af insekticider til en klitgryde nord for Høfde 42 på Harboøre Tange. Denne tilladelse blev i 1957 udvidet til at gælde deponering af fast affald. Anvendelsen af depotet ophørte i 1962. Inden da deponerede landbrugsministeriet i 1961 40 tons bekæmpelsesmidler i depotet /1/.

I 1981 foranstaltede Miljøstyrelsen en fjernelse af depotet, hvor der blev bortgravet 1200 tons kemikalier, mens omkring 120 tons kemikalier blev efterladt /2/.

Den 31. januar 2000 blev der af Kystdirektoratet konstateret ”Cheminova-lugt” ved Høfde 42. Kystdirektoratet kontaktede Ringkjøbing Amt, der i vandprøver fandt et indhold af flere stoffer, som kunne stamme fra det tidligere depot. Dette har ført til adskillige undersøgelser af lokaliteten /1/.

I 2005 har Ringkjøbing Amt og Miljøstyrelsen besluttet at igangsætte en systematisk vurdering af forskellige afværgeteknologier overfor forureningen ved Høfde 42. Dette arbejde udføres indenfor rammerne af Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening.

Gennem de seneste 10 år har nul-valent jern været benyttet til grundvandsoprensning af især klorerede opløsningsmidler ved hjælp af reaktive vægge /3/ og gennem de seneste 4-5 år til kildeoprensning af klorerede opløsningsmidler ved injektion eller opblanding af meget fine jernpartikler i de forurenede sedimenthorisonter /4/.

En litteraturgennemgang har vist at flere af Høfde 42-stofferne er dokumenteret nedbrydelige med nul-valent jern. Med udgangspunkt heri er der på M&R indenfor de sidste to år blevet gennemført to eksamensprojekter /5, 6/. I det første blev forskellige afværgeteknologiers anvendelighed overfor forureningen på Høfde 42 undersøgt, mens det andet udelukkende undersøgte brugen af nul-valent, der viste sig at være den mest lovende af de tidligere undersøgte teknologier.

Det er blevet eftervist at nul-valent jern har et væsentligt potentiale for at nedbryde forbindelserne i forureningen ved Høfde 42. Det blev fundet, at 20 af 23 målte forbindelser blev nedbrudt til under detektionsgrænsen. For de mest toksiske forbindelser foregik nedbrydningen hurtigt, svarende til halveringstider på 2-15 min under forhold svarende til forholdene i en permeabel reaktiv væg. I forsøgene blev der desuden påvist dannelse af mindre toksiske og mere mobile nedbrydningsprodukter (bl.a. methyl- og ethyl-amino-parathion) som også blev nedbrudt i jernkolonnen. Samtidig så man en signifikant toksicitetsreduktion. Det nul-valente jern havde meget lav reaktivitet overfor visse di- og triestre, alle stoffer med en lav toksicitet.

Helt ny international forskning har vist at kviksølv, der også er påvist i signifikante koncentrationer ved Høfde 42, kan tilbageholdes i permeable reaktive vægge indeholdende nul-valent jern /7/.

Ud fra de gennemførte studier kan det konkluderes, at teknologier baseret på nul-valent jern har et betydeligt potentiale for at kunne oprense depotet ved Høfde 42, således at der opnås betydelige massereduktioner og samtidig meget signifikante reduktioner i vandets toksicitet.

1.2 Formål med projektet

Projektets overordnede formål er at tilvejebringe den tilstrækkelige og nødvendige viden til bestemmelse af den teknisk-økonomiske optimale løsning til fjernelse af forureningen i sediment og grundvand ved Høfde 42. Nærværende projekt har til formål at vurdere egnethed af teknologier baseret på nul-valent jern med speciel fokus på kildeoprensning.

For at opfylde formålet med projektet er kendt viden om teknologien indsamlet og beskrevet, herunder:

princip og mekanismer i forbindelse med teknologiens nedbrydningsprocesser
rensningseffektivitet, restforurening og biprodukter
principperne i forskellige oprensningsmetoder
økonomioversigt for teknologien
referencer til tidligere anvendelser

Litteraturstudiet er blevet suppleret med gennemførelse af laboratorieundersøgelser af de forurenende forbindelsers nedbrydelighed. Dette er gjort for at muliggøre en vurdering af rensningseffektiviteten og restforurening af de for lokaliteten specifikke forbindelser.

Desuden er der givet en vurdering af teknologiens anvendelighed på lokaliteten, herunder:

effekt på og krav til spunsvæg og topmembran
miljøpåvirkning i relation til de omgivende naturarealer
arbejdsmiljø
et overslag af den nødvendige længde af oprensningsperioden
overslagspris for fuldskalaoprensning
økonomi og aktiviteter i et eventuelt pilotprojekt

1.3 Rapportens opbygning

Projektet er opbygget i henhold til de opstillede delformål og omfatter således en teoretisk del bestående af en gennemgang af litteraturen, en praktisk del bestående af laboratorieundersøgelser, og en perspektiverende del med diskussion af nul-valent teknologier i en fuldskala sammenhæng herunder forslag til yderligere undersøgelser i form af et pilot-feltprojekt.

Litteraturundersøgelsen har taget udgangspunkt i en gennemført litteratursøgning og rapportering udført i forbindelse med et eksamensprojekt /6/, idet litteraturundersøgelsen er udvidet med nye søgninger og beskrivelser. Litteraturundersøgelsen har fokuseret på følgende punkter:

Procesoverblik for nul-valent jern (korrosionsprocesser, reaktivitet, jerntyper, influerende faktorer på reaktivitet og effektivitet)
Afværgeteknologier baseret på nul-valent jern (reaktive jernvægge, kildeoprensning ved sedimentindblanding med nul-valent jern, felterfaringer, økonomi)
Overblik over eksisterende erfaringer fra DTU projekter om nul-valent jern baseret oprensning på Høfde 42 depotet
Høfde 42 stofferne (toksicitet og fysisk-kemisk karakterisering)

Formålet med de udførte laboratorieforsøg var at frembringe yderligere viden om mulighed for en kildeoprensning af hotspot-områder ved tilsætning af jernpartikler til de forurenede sedimenthorisonter. Den viden, der allerede er opnået for grundvandsbehandling i reaktive barrieresystemer, anses for tilstrækkeligt i nærværende 1. fase. Laboratorieforsøgene bestod i:

Batchforsøg til bestemmelse af reaktiviteten ved lave jern/sediment-forhold under ideelle blandingsforhold (høstforsøg)
Kolonne-recirkulationsforsøg til bestemmelse af reaktiviteten ved højere jern/sediment-forhold under mere realistiske blandingsforhold (modificeret DTU-udviklet kolonneudvaskningstest).

Forsøgene havde alene til formål, at vurdere reaktiviteten ved tilsætning af nul-valent jern, idet en undersøgelse af metoder til effektiv opblanding af jern i sedimentet ikke kunne udføres på denne skala og således ligger udenfor et 1.fase-projekts økonomiske og tidsmæssige rammer.

Baseret på litteraturundersøgelsen og de udførte laboratorieforsøg er der givet bud på hvorledes metoden vil kunne anvendes til en fuldskalaoprensning af den forurenede lokalitet. Herunder forslag til udførelsen af et pilotprojekt.