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

7 Konklusion

7.1 Laboratorieforsøg
7.2 Fremtidige feltforsøg

7.1 Laboratorieforsøg

I laboratorieforsøgene blev det fundet, at et jern/sediment-forhold på 5 g/kg var nødvendigt for, at der begyndte at ske en nedbrydning. Det var dog nødvendigt med et forhold på omkring 50 g/kg for, at der indenfor en behandlingstid på omkring 3 måneder skete en betydelig massereduktion af hovedparten af de analyserede forbindelser, samt en betydelig toksicitetsreduktion af prøvernes vandfase.

Det blev fundet at de meget toksiske moderforbindelserne malathion og methyl- og ethyl-parathion kunne nedbrydes fra høje koncentrationer til under detektionsgrænsen (>99 %) på relativ kort tid, samt at der sideløbende og/eller efterfølgende skete en betydelig reduktion af en række nedbrydningsprodukter, heriblandt p-nitrofenol (>90 %), methyl- og ethyl-amino-parathion (~50 % af den producerede mængde) og gruppen af målte triestre (~50 %). Desuden sker der en noget langsommere nedbrydning af E-sulfotep (30-50 %). Da E-sulfotep er relativ toksisk, er det vigtig, at der også sker en betydelig nedbrydning af denne forbindelse. I tidligere batchforsøg med forurenet sediment og jernpartikel er der fundet en signifikant nedbrydning på op til 86 % af E-sulfotep, hvorved det er sandsynligt, at der ved en længere reaktionstid vil ske en betydelig reduktion af E-sulfotep.

For diestrene, der er sidste led i nedbrydningsvejen, foregik nedbrydningen betydeligt langsommere end for de andre fosforholdige forbindelser. Overordnet set skete der en produktion af diestrene. I batchforsøgene blev det dog set, at denne produktion foregik i første halvdel af forsøgsperioden, hvor malathion og parathion nedbrydes, hvorefter der i den sidste halvdel af forsøget skete en nedbrydning af diestrene. Med den rette mængde jern og en lang nok behandlingstid vurderes det derfor, at langt hovedparten af de fosforholdige forbindelser vil kunne nedbrydes.

For de klorerede forbindelser, MCPA og 4-klor-kresol, foregik nedbrydningen meget langsomt. For MCPA endog så langsomt, at der ikke med sikkerhed kunne fastslås en nedbrydning på grund af resultaternes usikkerhed. Da det i tidligere undersøgelser er fundet at MCPA nedbrydes i vandfasen ved tilsætning af nul-valent jern, vurderes det dog, at MCPA med en lang nok behandlingstid også vil kunne nedbrydes. En mere grundig nedbrydning af MCPA i forbindelse med et pilotskalaprojekt er dog nødvendig.

For begge forsøg med et jern/sediment-forhold på 50 g/kg blev der observeret en toksicitetsreduktion på op til 50-55 gange. Denne ganske betydelige toksicitetsreduktion vurderes i høj grad at skyldes nedbrydning af malathion og især methyl- og ethyl-parathion. Mens det er forventeligt at toksiciteten vil reduceres yderligere med tiden efterhånden som de andre forbindelser og især E-sulfotep og amino-parathion nedbrydes helt.

Sammenligner man de tre anvendte jerntyper ses det, at mikrojern i begge typer laboratorieforsøg er mest effektivt til at få forbindelserne i forureningen ved Høfde 42 nedbrudt. I batchforsøgene er spånejernet ikke så effektivt som de to andre jerntyper, mens nanojernet i kolonneforsøgene har en meget begrænset effekt. Da der ikke er nogle økonomiske argumenter imod at bruge mikojernet frem for en af de andre jerntyper, tværtimod, da vurderes det, at denne jerntype vil være bedst eget til et feltforsøg og en eventuel fuldskalaoprensning.

7.2 Fremtidige feltforsøg

På baggrund af de i laboratoriet fundne resultater og de i litteraturstudiet benævnte nul-valent jern afværgeteknologier er det fundet, at den bedst egnede afværgemetode på feltlokaliteten vil være ”ZVI-clay” teknologien. Metoden består i en fysisk blanding af det forurenede sediment og jernet, og den er udvalgt på grund af en række forhold. Herunder kan nævnes de på lokaliteten gældende forhold, hvor metodens homogenisering af det forurenede sediment og jernet ikke stiller krav til en præcis lokalisering af den fri fase for at opnå en homogen nedbrydning i hele det behandlede område. Samtidig giver teknologien en reduceret permeabilitet, hvor den følgende øgede opholdstid desuden kan være medvirkende til en forbedret nedbrydningseffektivitet i den dannede emulsion af DNAPL, jern og ler. Desuden er metoden velegnet til de lidt større jernpartikler, herunder mikrojernet, der blev vurderet til at være det bedst egnede mod de forurenende forbindelser.

Metoden stiller dog en række arbejdsmiljømæssige krav, da organofosfaterne udgør en reel risiko ved kontakt med forbindelserne, da disse er meget toksiske og tilstedeværende i høje koncentrationer i sedimentet. Det forurenede sediment vil blive delvis blotlagt i arbejdsprocessen med opblandingen af jern og sediment. Brugen af sikkerhedsudstyr vil derfor være påkrævet, og ved længere tids arbejde på lokaliteten kan et helbredsmæssigt moniteringsprogram anbefales.

Ved anvendelse af nul-valent jern på lokaliteten forventes hovedparten af nedbrydningen af især de mest toksiske forbindelser (malathion og parathion), at kunne forløbe indenfor det første år med en væsentlig toksicitetsreduktion som resultat. I løbet af fem år forventes det yderligere, at hovedparten af nedbrydningsprodukterne er nedbrudt, det er dog muligt at der vil være en vis mængde triestre tilbage, samt en del diestre. Disse forventes dog at nedbrydes i de følgende år af spunsvæggens levetid, så længe det nul-valente jern forbliver reaktivt. Det vil dog kræve yderligere undersøgelser at give et konkret bud på en nedbrydningstid af især diestrene.

For at undersøges nedbrydningen af forureningen nærmere foreslås det, at der udføres et pilotskalaprojekt med nul-valent mikrojern på lokaliteten. I projektet vil anvendeligheden og effektiviteten af ”ZVI-clay” teknologien til oprensning af Høfde 42 skulle undersøges. Herunder om det i laboratoriet fundne jern/sediment-forhold på 50 mg/kg er tilstrækkeligt til at fjerne de forurenende forbindelser under de for lokalitetens specifikke forhold. Samt om der også sker en signifikant nedbrydning af de mere svært nedbrydelige forbindelser såsom diestrene og MCPA.

Pilotskalaprojektet foreslås udført på et mindre område af 3x3 m i et hotspot indenfor den etablerede spunsvæg. Det forventes, at der ved udførelsen af pilotprojektet kan anvendes udstyr, baseret på normalt brøndboringsudstyr kombineret med anlæg til soil-mixing, der relativt nemt kan konstrueres.

Til monitering af en massereduktion med tiden skal der udtages en række sedimentprøver ved forsøgets start, samt løbende gennem hele projektfasen. Moniteringen af massereduktionen vil muliggøre en bestemmelse af nedbrydningskonstanter under feltrealistiske forhold. Dette vil kunne tjene til en justering af jern/sediment-forholdet i forbindelse med en fuldskalaoprensning af lokaliteten, samt en bedre vurdering af oprensningstiden for forureningen på Høfde 42 ved den anvendte teknologi.

Omkostningerne for pilotskalaprojektet forventes at beløbe sig i 1.181.000 kr., mens en fuldskalaoprensning af forureningen på baggrund af de foreliggende data forventes at koste omkring 900 kr/m³. Hvis det antages, at der skal behandles 80.000 m³ forurenet sediment, da vil en samlet overslagpris for oprensningen af Høfde 42 ligge i intervallet 70-75 mio. kr.