|
Oprensning af forureningen på depotet ved Høfde 42 ved hjælp af nul-valent jern 6 Forslag til pilotskalaprojekt
6.1 IntroduktionDet er i rapporten vurderet, at den bedst egnede nul-valent jern baserede teknologi til oprensning af lokaliteten er ZVI-clay teknologien. Det anbefales derfor, at et pilotskalaprojekt udføres ved anvendelse af denne metode. Vurderingen af teknologien er baseret på de positive resultater af laboratorieforsøgene med nul-valent jern til nedbrydning af hovedparten af de forurenende forbindelser. I et projektskalaprojekt af en længere varighed på omkring ét år vil det forventes, at parathion og malathion vil nedbrydes til under detektionsgrænsen, mens der af de resterende forbindelser vil ske en delvis om end en klart signifikant nedbrydning. Dette dog eventuelt med undtagelse af diestrene og MCPA, hvor nedbrydningskinetikken er mere usikkert belyst. Blandt fordelene ved ZVI-clay teknologien kan nævnes den effektive kontakt mellem jernet og DNAPL-forureningen, der sikres gennem den homogeniserende opblandingsproces. Kontakten mellem det reaktive materiale og forureningen forbedres yderligere via den emulgerende effekt som leret, der tilsættes sammen med jernet, har på DNAPL-forureningen. Desuden vil den permeabilitetsreducerende effekt af det tilsatte ler bevirke, at forureningen bl.a. stabiliseres nedadtil. Dette er en fordel i forbindelse med, at det indskudte gytjelag brydes og oprenses under processen. Uden den stabiliserede effekt af leret ville et brud på gytjelaget kunne resultere i en forureningsspredning til det nedre magasin. Det er sandsynligt, at anvendelse af ZVI-clay teknologien er tilstrækkeligt til en oprensning af lokaliteten. I tilfælde af at den impermeabilitet, der skabes ved anvendelse af teknologien, er uønsket, da vil det være muligt, at anvende en tilsvarende metode uden tilsætning af ler. Dette kan eventuelt være i form af, at blot tilsætte jernet uden leret, eller ved at tilsætte guar gummi i stedet for leret. Ved anvendelse af guar gummi vil fordelene i forbindelse med en homogen opblanding af jernet være nogenlunde de samme som med leret, men der opnås ikke de efterfølgende positive effekter. Desuden giver metoden ekstra overvejelser i forbindelse med nedbrydningen af guar gummiet efter tilsætningen, og det nedbrudte guar gummi vil være en betydelig kulstofkilde. ZVI-clay metoden er desuden den bedst afprøvede og dokumenterede metode til processen. 6.2 Formål med pilotprojektPå baggrund af de lovende forsøgsresultater med nul-valent jern til oprensning af de forurenende forbindelser ved Høfde 42 vurderes det, at der er baggrund for at foretage et pilotskalaforsøg på lokaliteten. Det overordnede formål med pilotskalaprojektet vil være en afprøvning af anvendeligheden og effektiviteten af nul-valent jern under feltrealistiske forhold med henblik på en senere fuldskalaoprensning af forureningen. For at opfylde dette mål vil det i pilotprojektet være nødvendigt at undersøge:
Undersøgelserne vil hovedsageligt skulle foregå i felten, mens undersøgelserne af nedbrydeligheden af diestrene og MCPA vil blive suppleret med forsøg i laboratoriet. De i pilotprojektet planlagte aktiviteter vil skulle sikre resultater, der kan danne baggrund for en konkret plan om, hvordan metoden kan anvendes i forbindelse med et fuldskalaprojekt på lokaliteten. 6.3 Aktiviteter i pilotprojektFor at opfylde formålet med pilotprojekt er der en række aktiviteter, der skal igangsættes. For at opnå det ønskede udbytte af disse aktiviteter er det nødvendigt med en projektperiode på minimum ét år. 6.3.1 Afprøvning af ”ZVI-clay” teknologienFor at afprøve ”ZVI-clay” teknologien som afværgemetode på lokaliteten vil det være nødvendigt med et mindre forsøgsområde af 3x3 m indenfor det spunsede område. For at give det bedste billede af kildeoprensningens effektivitet ved anvendelse af den pågældende metoden vil forsøgsområdet skulle placeres i et hotspot med fri organisk fase. Metoden kan afprøves i en dertil designet spunscelle, men da metoden ved iblanding af ler nedsætter det behandlede områdes permeabilitet kraftigt, er en spunscelle ikke påkrævet. Metoden kan med fordel afprøves uden spunscellen, hvorved det kan bekræftes, at permeabiliteten af det behandlede område mindskes, og at opblandingen er effektiv. For at igangsætte afprøvningen af ”ZVI-clay” teknologien på lokaliteten vil det være nødvendigt at indhente det for metoden nødvendige entreprenørudstyr. Det normalt anvendte udstyr vil dog være for stort i forbindelse med et pilotskalaprojekt, da de anvendte sneglebor typisk er 2-2,5 m i diameter. I stedet skal der anvendes et mindre sneglebor med en diameter på omkring 50 cm. Bor af denne størrelse har været anvendt i pilotskalaprojekter i udlandet, men har den ulempe at de homogenisere det forurenede sediment og jernet dårligere end de større bor, der vil skulle bruges under en fuldskalaoprensning /38/. Med det lille bor forventes det, at pilotprojektet kan udføres ved anvendelsen af udstyr, baseret på normalt brøndboringsudstyr kombineret med et anlæg til soil-mixing, der relativt nemt kan konstrueres. Det reaktive jern vil skulle iblandes boremudderet og leveres igennem en hul borestang. Mængden af jern i boremudderet skal tilpasses så det endelige jern/sediment-forhold i forsøgsområdet tilnærmelsesvis bliver 50 g/kg (omkring 5 tons jern). Mens indholdet af ler i blandingen skal resultere i et lerindhold på ca. 1 % i det opblandede sediment (omkring 1 ton ler), hvilket opnås ved et indhold på omkring 10 % ler i suspension i boremudderet /36/. Ved hjælp af snegleboret vil jernet blive opblandet med det forurenede sediment, hvor effektiv denne opblanding er, kan i laboratoriet efterfølgende undersøges på udtagne prøver ved at måle på jernindholdet. For at undgå områder uden reaktivt materiale er det vigtigt, at de opblandede sedimentkolonner overlapper hinanden. Dette betyder, at der med den nævnte diameter af boret skal foretages omkring 45 nedboringer. Arbejdet med boringerne forventes at kunne gennemføres i løbet af ganske få arbejdsdage. Det forventes, at der i forsøgsområdet vil være forurenet sediment fra grundvandsspejlet omkring kote +1 m og ned til det indskudte gytjelag omkring kote -3 m. Derover er det et lag på omkring 2 m af uforurenet jord overdækket af en plastmembran. I projektet vil der altså skulle behandles et sedimentvolumen på omkring 54 m³, hvorefter membranen skal retableres. Under arbejdet i forbindelse med afprøvning af ”ZVI-clay” teknologien vil der være en risiko for kontakt med forureningens toksiske forbindelser. Anlægsfasen i pilotprojektet vurderes dog, at være for kortvarig til at forårsage kroniske effekter på helbredet. Anvendelsen af det i afsnit 5.6.2 omtalte sikkerhedsudstyr vil dog stadig være påkrævet, da de akutte effekter stadig er af relevans i pilotprojektet. 6.3.2 Monitering af nedbrydningsprocesserneFor at monitere nedbrydningen af de forskellige forurenende forbindelser vil der igennem projekt perioden løbende skulle udtages prøver fra forsøgsområdet. Disse skal analyseres for de samme 17 forbindelser, som er blevet undersøgt i dette 1.fase projekt (se tabel 3.4.1), hvor analyserne foretages af Cheminova A/S. I denne forbindelse vil der skulle udarbejdes et egentlig moniteringsprogram. De første prøver vil skulle udtages inden iblandingen af jern bliver foretaget. Da sedimentet på dette tidspunkt endnu ikke er homogeniseret, vil der skulle udtages et relativt stort antal prøver, da den største variation i koncentrationerne må forventes at findes på dette tidspunkt. Af de efterfølgende prøver vil de første skulle udtages relativt kort efter feltforsøgets opstart, og udtagningen af prøver vil være mere hyppig i starten af projektperioden. Herved vil det bedst kunne vurderes, om nedbrydningen af de forurenende forbindelser som forventet forløber tilfredsstillende. I tabel 6.3.1 nedenfor er givet en oversigt over prøveudtagningerne i pilotskalaprojektet. Tabel 6.3.1: Oversigt over prøveudtagninger efter projektets start.
Der skal desuden løbende udtages vandprøver i forsøgsområdet, for at kunne undersøge resultaterne før, under og efter soil-mixingen, over det år som pilotprojektet forløber. Da udtagningen af prøver fra traditionelle boringer i lavpermeable horisonter er relativt vanskelig, kan der i stedet for boringer installeres 3 prøvetagnings sugekopper, der er specielt udviklet til dette formål /61/. I forbindelse med udtagningen af vandprøver skal der også etableres fire boringer lige udenfor forsøgsområdet. Ved at analysere for de forskellige forbindelser i vandprøverne fra boringerne rundt om området vil en eventuel udsivning af forureningen kunne undersøges i et vist omfang. I det behandlede område vil koncentrationerne pga. opblandingen være tilnærmelsesvis de samme i hele dybden, mens langt de størst koncentrationer udenfor det behandlede område vil være at finde nær det indskudte gytjelag, hvor den fri organiske fase befinder sig. Udsivningen vil derfor skulle måles relativt tæt på grundvandsspejlet, hvor baggrundsforureningen er mindst. Tidspunkterne for prøveudtagning af vandprøverne vil være sammenfaldende med dem for udtagning af sedimentprøver, hver gang vil der blive udtaget 7 prøver. De løbende prøveudtagninger vil muliggøre en undersøgelse af stoffjernelsen med tiden i det behandlede område, samt i vandet der forlader området. Dette vil bl.a. tjene til at kunne justere jernmængden i forbindelse med et fuldskalaprojekt, hvis den udvalgte jernmængde enten viser sig utilstrækkelig eller langt rigelig. Desuden muliggøres en vurdering af, om en behandling af drænvandet i spånebede vil blive nødvendig. Det vil desuden muliggøre udregningen af nye nedbrydningskonstanter, hvorved der kan foretages en mere sikker vurdering af tidshorisonten for oprensningen af Høfde 42 med den anvendte teknologi. Ved anvendelse af ”ZVI-clay” teknologien vil nedbrydningskonstanterne kunne bruges sammen med gennemsnitskoncentrationer af forbindelserne i det område der skal oprenses, da sedimentet ved ”ZVI-clay” metoden som nævnt vil blive homogeniseret. Desuden vil den længere tidshorisont for projektet muliggøre en yderligere klarlægning af nedbrydeligheden af de langsomst nedbrydelige forbindelser såsom diestrene og MCPA. 6.3.3 Supplerende laboratorieforsøgI forbindelse med pilotskalaprojektet kan der med fordel foretages enkelte supplerende laboratorieforsøg omhandlende de mere svært nedbrydelige forbindelser. Herunder en undersøgelse af MCPAs nedbrydelighed under kontrollerede forhold, samt muligheden for aerob nedbrydning af diestrene. Til undersøgelsen af nedbrydeligheden af MCPA vil det være muligt, at foretage enkelte forsøg med det i felten anvendte mikrojern og MCPA som den eneste forbindelse. Forsøgene vil kunne konstrueres, så der ikke vil være den samme usikkerhed på koncentrationer, som det var tilfældet i de allerede udførte forsøg med forurenet sediment. Hermed vil selv en langsom nedbrydning blive tydeliggjort. Forsøget kan desuden igangsættes forskudt for feltforsøget med en længere forsøgsperiode, hvis dette skulle blive nødvendigt. Eftersom det forventes, at diestrene er svært nedbrydelige, kan afværgeteknologien resultere i, at der vil blive frigivet diestre til drænvandet. Da der i tidligere undersøgelser er set indikationer på aerob nedbrydning af diestrene, men at dette ikke er tilbundsgående belyst, kan der udføres aerobe nedbrydningsforsøg af diestrene i laboratoriet repræsenterende et let påvirket sediment. Findes der således en væsentlig aerob nedbrydning sted, kunne en efterpoleringsløsning være at reinfiltrere det opsamlede drænvand et stykke fra brændingszonen. 6.4 Overslagsbudget for pilotskalaprojektOverslagsbudgettet for pilotskalaprojektet indeholder de følgende aktiviteter:
Dertil kommer overhead på 24 % af omkostningerne for M&R, samt et tillæg på 10 % af omkostningerne til uforudsete yderligere udgifter. I tabel 6.4.1 nedenfor er givet en oversigt over de forventede omkostningerne. Tabel 6.4.1: Oversigt over fordelingen af omkostninger i budgettet for pilotskalaprojektet. Alle priser er angivet i kr. ekskl. moms.
De samlede omkostninger forventes således, at andrage 1.181.000 kr. ekskl. moms. Det er antaget, at Cheminova A/S igen foretager analyserne af de forurenende forbindelser, hvor det vil være nødvendigt med analyse af 63 sedimentprøver og 49 vandprøver. Mens det supplerende laboratoriearbejde vil blive udført af M&R, DTU. Skulle det blive aktuelt, at anvende guar gummi som et alternativ til ler i opblandingsprocessen, da vil omkostningerne til et pilotskalaprojekt blive lignende dem i tabel 6.4.1. Ved en afprøvning af begge typer stabiliserende materialer, da vurderes omkostningerne at ville stige med 30-40 %, hvilket hovedsageligt vil skyldes ekstra omkostninger i forbindelse med dobbelt så mange boringer og prøver, mens omkostninger til de andre poster i tabel 6.4.1 vil forblive relativt uændrede. Desuden vil det ved anvendelse af guar gummi blive nødvendigt med en spunscelle, da en transport af de forurenende forbindelser til og fra det behandlede område ikke vil være forhindret af en reduceret permeabilitet i dette tilfælde.
|