Miljøprojekt Nr. 1202 2007 Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening – Modelsimuleringer af PCEoprensning ved kemisk oxidation i moræneler

Modelsimuleringer af PCEoprensning ved kemisk oxidation i moræneler

Sammenfatning og konklusioner

Der er med udgangspunkt i feltdata fra lokaliteten på Dalumvej 34B, Fyn, opstillet en numerisk strømningsmodel til evaluering af de hydrogeologiske og reaktionskemiske processer, der er styrende for kemisk oxidation som afværgestrategi. Der er med modellen udført forskellige afværge- og modelscenarier, hvor randbetingelserne vedr. hydraulik, nedbrydningszone, fordeling og koncentration af forurening samt tilførsel af kaliumpermanganat som oxidationsmiddel er varieret.

De udførte simuleringer viser, at så længe afværgen pågår kan kemisk oxidation effektivt anvendes til at kontrollere udvaskningen af klorerede stoffer fra en forurenet lokalitet. Udvaskningen kan i oprensningsperioden styres ved at regulere på mængden af tilført permanganat eller ved at opføre flere injektionsboringerne. Ligeledes kan udvaskningen styres ved at øge den horisontale udbredelse af tilført permanganat ved at øge vandgennemstrømningen i sandslirerne gennem pumpning.

De udførte simuleringer viser endvidere, at det er vanskeligt at få fjernet den stofmængde, der findes i den inderste del af lermatricen. Massebalanceresultater fra de udførte scenarier viser, at op mod 80% af forureningsmassen er tilbage i leren efter 10 års behandling, selvom der konstateres en total massefjernelse i den hydraulisk aktive sandslire.

Det er vist, at navnlig afstanden mellem sandslirerne samt omsætning af permanganat ved reaktion med organisk stof er altafgørende for oprensninggraden. En betydelig forbedret oprensning kan opnås såfremt afstanden mellem sandslirerne reduceres, eller hvis oxidationsmidlet kan trænge længere ind i leren før det omsættes af organisk stof. Det er vist, at en fuldstændig oprensning kan opnås, hvis et tilført oxidationsmiddel alene reagerer med PCE uden at omsættes af organisk stof eller andet i leren. De udførte simuleringer viser, at 60-90% af den tilførte permanganat under de betragtede forhold omsættes af organisk stof i den reducerede ler.

Såfremt afværgen blot pågår i en begrænset tidsperiode, fx 10 år, konstateres efter endt afværge et betydeligt tilbageslag af klorerede stoffer i sandslirerne pga. fortsat uddiffusion fra leren. Tilbageslaget efter 10 års afværge viser sig på længere sigt, at nærme sig gennembrudskurven for det tilsvarende rene udvaskningsscenarium, såfremt forholdene er som på den undersøgte lokalitet. En fuldstændig oprensning målt i massefjernelse vil derfor kræve en meget lang oprensningshorisont.

Det er vist, at oprensningsgraden målt i massefjernelse delvist kan forbedres ved at øge permanganatdoseringen, således at en maksimal diffusionsgradient mellem lermatrix og sandslire opretholdes. En forbedret oprensningsgrad er desuden vist at forekomme, hvis reaktion mellem permanganat og PCE kan foregå i en større del af leren svarende til en udvidelse af den oxiderede zone i leren.

De udførte simuleringer viser samlet, at kemisk oxidation som afværgetrategi kan anvendes til at regulere udvaskningen af klorerede stoffer fra en lokalitet som Dalumvej 34B, men at metoden effektivitet begrænses af tidsperspektivet for uddiffusion af klorerede stoffer fra matrix. Afværgestrategien skal derfor pågå over en meget lang tidshorisont før fuld oprensning opnås, medmindre afstanden mellem sandslirerne reduceres eller hvis en dybere indtrængen af oxidationsmidlet kunne opnås.