Denne rapport er udarbejdet som en del af projektet: Opdatering af JAGG - projektkatalog. Projektet er udført af Orbicon for Miljøstyrelsen. Som en del af grundlaget for projektet har der været indkaldt forslag fra en bred række interessenter, ligesom der har været afholdt en workshop, med repræsentanter fra forskellige bruger-grupper, hvor indkomne forslag blev præsenteret og diskuteret. Forslagene fra workshoppen er præsenteret i nærværende projektkatalog med uddybende kommentarer og forklaringer.

I projektkataloget er forslagene grupperet og præsenteret med henblik på, at Miljøstyrelsen efterfølgende kan foretage en prioritering af indsatsen med at opdatere JAGG på baggrund af brugertilbagemeldingen.

Roskilde den 20. november 2007.

Sammenfatning og konklusioner

Miljøstyrelsen (MST) satte i starten af 2006 et projekt i gang til revision af JAGG-modellen. Modellen, der anvendes til risikovurdering af jordforurening, blev oprindeligt udarbejdet i forbindelse med publiceringen af ”Vejledning i oprensning af forurenede grunde fra 1998” (Miljøstyrelsen, 1998). De teoretiske arbejder, som danner baggrunden for JAGG, er således mere end 10 år gamle. I den periode er der sket en rivende udvikling indenfor fagområdet, som MST sammen med de mange interessenter, der anvender modellen, ønskede, skulle indarbejdes i en revideret model.

På denne baggrund påbegyndtes en proces, hvor MST skrev ud til en bred kreds af interessenter bestående af myndigheder, sektorforskningsinstitutioner, forskningsenheder/universiteter og rådgivere for at indsamle forslag til, hvad der skulle fokuseres på i forbindelse med en revision. De indkomne forslag er vedlagt i bilag 1. De emner, der havde størst bevågenhed, var:

Indeklima

Processer der finder sted under vertikal transport i både mættet og umættet zone.
Fugacitetsmodulet. Herunder håndtering af fri fase blandingsprodukter.
Udvidelse af vurderingsbegrebet til også at omfatte flux og massebalancebetragtninger.
Generelt design og brugervenlighed samt layout ved præsentation af beregninger/resultater.

Foruden ovenstående emner var der en række enkeltstående forslag til ændringer i andre moduler.

På baggrund af de indsendte ændringsforslag blev der indkaldt til en workshop med ca. 30 deltagere. Deltagerlisten er vedlagt i bilag 2. På workshoppen blev der holdt oplæg indenfor hvert af de fem ovenstående emner. Deltagerne var på forhånd inddelt i fire grupper, der repræsenterede de fire første emner. Grupperne diskuterede indbyrdes de indkomne forslag til det pågældende emne, og prioriterede dem. De vigtigste forslag/emner er præsenteret i de respektive kapitler i dette projektkatalog.

I forbindelse med udarbejdelse af kataloget er de vigtigste værktøjer, der anvendes i udlandet, gennemgået kort, med henblik på en evaluering i forhold til den danske model. Baseret på de publicerede studier er JAGGs beregningsrutiner og resultater sammenlignelige med mange af de værktøjer, der anvendes i både EU og USA. Forfatteren vurderer, at det i de fleste tilfælde vil være usikkerheden på indhentningen af parametre, der er afgørende for resultatet og usikkerheden på en vurdering, frem for det modelværktøj der anvendes. Der er såvel fordele som ulemper ved samtlige af de undersøgte værktøjer.

I forhold til en videreudvikling af JAGG er der mindst et værktøj, der bør inddrages i overvejelserne: Det kommercielle værktøj RISK4, der baserer sig på et omfattende peer-reviewed baggrundsmateriale for beregninger og parametre. Det har samtidigt været i omløb i en del år. Fordelen ved at anvende et sådant værktøj vil være at udvikling og vedligehold er overladt til en ekstern leverandør, samt at mange af de ønsker, der er til en fremtidig udgave af JAGG, p.t. er opfyldt i RISK4. Ulemperne er, at alle brugere skal betale licens, og at det kan være mere uklart, hvad der foregår i modellen. Dels fordi den er på engelsk, og dels fordi den ikke er regnearksbaseret. En anden væsentlig ulempe er at Miljøstyrelsen ikke selv løbende kan udvikle og udbygge risikovurderingskonceptet i overensstemmelse med den administrative og politiske udvikling af området. Herudover er der et administrativt aspekt, idet hele risikovurderingsdelen i den gældende vejledning er opbygget omkring beregninger i JAGG.

Såfremt Miljøstyrelsen vælger at køre videre med en dansk model foreslår forfatteren en prioriteret indsats på følgende områder:

1. Udbygning af det vertikale strømningsmodul, eventuelt med et sprækkemodul. Nedbrydningsprocessen bør inddrages i beregningerne. Nedbrydningskonstanter bør vælges ud fra litteraturen, eventuelt som statistisk baserede værdier.

2. Tilføjelse af moduler til regning af transport over andre gulvtyper end armeret beton.

3. Generel opdatering af stofdatabase og indtastning af data ét sted med kontrol for fri fase.

4. Håndtering af blandingsforureninger.

5. Generel revision af design og udtryk, ind- og uddata samles på en side, sags specifikke parametre kan indtastes osv.

De 2 første punkter vil kræve både en konceptuel og matematisk beskrivelse af forholdene, hvor punkt 3 og 4 i større omfang er en opdatering af den eksisterende database. Punkt 5 er næsten en ren Excel teknisk øvelse.

Summary and conclusions

In the beginning of 2006 the Danish EPA (DEPA) started a project to revise the procedure for risk assessment related to soil and groundwater contamination. The model (named JAGG) used was originally worked out in connection with the publication in 1998 of the guidelines 6 & 7 from DEPA, named “Guideline for remediation of contaminated soil”. The basis of the model is therefore more than 10 years old. In this period developments of knowledge within the area of interest have been vast. DEPA together with end-users and other partners wanted the gained experiences within the timeframe to be incorporated in a new version of JAGG.

On this background DEPA wrote a letter to partners within education, local authorities, and consultants etc. to collect proposals for a revision of the model. An overview of the proposals is given in annex 1. The subjects that turned out to be the most common were:

The soil vapour intrusion model.
Processes during vertical transport in the unsaturated zone.
Fugacity, including handling of mixed products free phase (gasoline, gas oil etc.).
Expansion of the model to handle fluxes and mass balances and not only concentrations.
A general enhancement of the layout and user friendliness of the model.

Apart from the abovementioned subjects proposals to change other part of the model were received in lesser numbers.

Based on the incoming subjects a workshop was held with app. 30 participants. List of participants are in annex 2. On the workshop each of the abovementioned topics were presented through a platform presentation. The participants where divided into 4 groups beforehand, representing the first 4 topics. The groups discussed their own topic on basis of the incoming proposals and their own experiences on the topic. A prioritized list was produced on each topic listing different subsets that needed to be investigated in order to make a better model. The most important sub topics are listed in this report.

As a part of the process the most important foreign models were compared to JAGG evaluating the best way for the upgrade. Based on publicized studies the calculations carried out in JAGG are comparable with most of the models used within EU and USA. This author evaluate that uncertainty on the data entering the models and the general conceptual error most times exceeds the differences in the results that originates from using different model codes. Cons and pros were observed within all model codes evaluated.

Despite the above a special consideration should be given to the model complex RISC4 before developing a special Danish model. RISC4 is a commercial risk assessment product based on peer-reviewed data and methods. It has been out for several years and is continuously developed. The advantage of using such a product is that further development and service is provided by an independent commercial partner, and that many of the new methods asked for already are present in for instance RISC4. The drawback is that the model is commercial, meaning all users have to pay a fee, and that the way the model engine work is proprietary giving lesser insight and a possibility for potential errors. Apart from this there also is an administrative aspect due to the fact that JAGG and the existing “Guideline to remediation of contaminated soil” are closely related.

If DEPA choose to go on with a further development of JAGG as a spreadsheet based model developed in house this author suggest a prioritized effort to:

1. Expand the existing vertical transport module, potentially also handling dual porosity phenomena’s. Microbial degradation should be incorporated in the calculations. Rate constants should be based on literature values, using statistical based values if existing.

2. Add modules to be able to evaluate soil vapour intrusion through a variety of basement and floor types.

3. Update the existing database of physical/chemical data.

4. Develop methods for calculating soil gas and water concentrations when free phase of mixed products are present

5. Make a general revision of the lay-out of the existing JAGG model interface

The first 2 topics demand a conceptual as well as a mathematical description, whereas topic 3 and 4 is a more straightforward data handling exercise. Topic 5 is merely related to EXCEL programming and only to a lesser extent technical skills within soil contamination.

1 Indledning

Miljøstyrelsens risikovurderingsværktøj for offentligt finansierede forureningsoprensninger, JAGG (Jord, Afdampning, Gas og Grundvand) har nu ca. 10 års jubilæum. Udover anvendelsen i forbindelse med den offentligt finansierede oprydning finder værktøjet også anvendelse i forbindelse med en lang række frivillige oprydninger finansieret via private midler, ligesom den også anvendes i forbindelse med påbudssager eksempelvis via Villaolietank ordningen.

JAGG blev udviklet som en del af Vejledning nr. 6 & 7 fra Miljøstyrelsen: ”Oprydning på forurenede lokaliteter” fra 1998. Det teoretiske formelapparat og data for forskellige konstanter var primært baseret på et arbejde udført af Institut for Miljøteknologi, DTU i 1995/1996 kaldet ”Kemiske stoffers opførsel i jord og grundvand”. Dette betyder at JAGGs formel- og datagrundlag i dag er mere end 10 år gammelt. I løbet af denne periode er der opnået betydelig ny viden, der både drejer sig om formelgrundlaget og dermed de indgående modeller, viden om nedbrydningsforhold og transportegenskaber for stoffer samt revideret viden om indgående konstanter.

På denne baggrund har en række brugere af modellen ønsket forskellige revisioner. Miljøstyrelsen har med igangsættelsen af projektkataloget taget første skridt til en revision af JAGG. Dette sker med input fra brugerne for dels at sikre bredden i anvendelsen, dels sikre at det faglige fundament er så stærkt som muligt.

I de følgende kapitler er der præsenteret idéer, der er indsamlet og diskuteret i processen frem til skrivningen af dette projektkatalog. Idéerne er uddybet med henblik på en egentlig evaluering og igangsætning af selve revisionen af JAGG. På baggrund af revisionen forventer vi, at JAGG får en ”mid life upgrade”, der medfører, at værktøjet forsat kan anvendes til risikovurdering for forurenede grunde generelt i mange år frem.

2 Processen for idé- og projektudvikling

Miljøstyrelsen har fra starten lagt op til en stor grad af brugerinddragelse i forbindelse med revisionen af JAGG.

Selve processen med at tilvejebringe et beslutningsgrundlag for, hvordan JAGG skal revideres, har været delt op i en række elementer.

Som det indledende element er der sendt en opfordring til ca. 45 institutioner/firmaer, hvor der blevet givet mulighed for at komme med forslag til, hvilke områder med fordel kunne opdateres på.

Efter en gennemgang af forslagene grupperede de sig hovedsageligt omkring emnerne, der er anvendt som disposition for denne rapport, dvs. primært i grupperne:

Indeklima

Processer der finder sted under vertikal transport i både mættet og umættet zone.
Fugacitetsmodulet. Herunder håndtering af fri fase blandingsprodukter.
Udvidelse af vurderingsbegrebet til også at omfatte flux og massebalancebetragtninger.
Generelt design og brugervenlighed samt layout ved præsentation af beregninger/resultater.

En række forslag omhandlede andre emner, men disse vil ikke blive beskrevet yderligere i dette projektkatalog. Alle de indkomne forslag kan genfindes i bilag 1, og er kort gennemgået i kapitel 8.

På baggrund af de indkomne forslag udvalgte forfatteren og Miljøstyrelsen i fællesskab en række deltagere til at diskutere de indkomne forslag på en workshop. Der var i alt 28 deltagere i workshoppen, der blev afholdt primo juni 2006. Deltagerne i workshoppen var udvalgt mellem forslagsstillere og andre aktører på området, således at der i workshoppen var deltagere fra myndigheder, rådgivere og DTU. På forhånd var der udpeget en række oplægsholdere, der redegjorde for de forskellige aspekter, der var knyttet til problemstillingerne indenfor de ovennævnte emner. Deltagere og oplægsholdere er listet i bilag 2.

På workshoppen var deltagerne forhåndsinddelt i grupper, som hver skulle diskutere et af ovenstående emnerne (indeklima, vertikal transport, fugacitet, flux). Efter oplæggene var præsenteret, blev grupperne bedt om at diskutere de væsentligste aspekter ved deres pågældende emne. På baggrund af diskussionen skulle den enkelte gruppe prioritere de 4 vigtigste tiltag/emner i forhold til videreudviklingen af JAGG indenfor gruppens emneområde. Grupperne blev herudover bedt om at vurdere en række forhold ved de nu prioriterede emner:

Hvad er det overordnede formål med idéen, og hvorfor er den vigtig at få implementeret i JAGG?
Hvilke(n) viden og parametre kræves for at kunne gennemføre en beregning?
Hvordan er mulighederne for at tilvejebringe denne viden?
Findes der eksisterende software/matematiske beskrivelser el.lign., der med fordel kan anvendes?
Hvilke personer/grupper etc. kan med fordel inddrages for at skaffe den nødvendige viden til at udarbejde grundlag for implementering i JAGG, såfremt den ikke eksisterer i forvejen?
Forsøg at angive omfanget af det nødvendige arbejde for at kunne implementere idéen i JAGG.

Grupperne afleverede efter diskussionerne forskellige indstillinger til det videre arbejde. Dette er beskrevet under de enkelte emnegrupper.

På baggrund af forløbet indtil nu er det foreliggende idékatalog herefter udarbejdet.

3 Indeklima

3.1 Stofflux for forskellige gulvtyper
3.2 Transport over flere etager
3.3 Direkte fluxmålinger
3.4 Følsomhedsanalyser
3.5 Indkomne forslag der ikke blev behandlet på workshoppen

I forhold til indeklimadelen i JAGG er der modtaget mange ønsker til udvikling, hvilket afspejler et stort behov for ændringer af præcis denne del. De forskellige forslag strækker sig fra en total fjernelse af modulet pga. de usikkerheder, der generelt er knyttet til beregninger (i stedet foreslås at der altid udføres målinger), til mindre justeringer af hvilke gulvkonstruktioner etc. der kan regnes på.

På workshoppen blev der specielt peget på følgende fire emner som værende de mest vigtige:

Beregning af stofflux og indeklimabidrag for flere gulvtyper end kun armeret beton.
Transport over flere etager af gasformige forureninger.
Håndtering af direkte fluxmålinger i JAGG. Det vil sige ikke kun koncentrationsdata fra under gulv.
Mulighed for følsomhedsanalyse/Monte Carlo simuleringer.

I de følgende underafsnit er der redegjort for de enkelte underforslag.

3.1 Stofflux for forskellige gulvtyper

I JAGGs nuværende form er indeklimamodulet bygget op med transport over underliggende jord (forskellige typer) og op igennem et armeret betondæk. Sprækkevidder og antal beregnes ud fra teorier omkring svindrevnedannelse ved udtørring af betonen. Imidlertid er der en lang række bygninger, der ikke er opbygget med armerede gulve. Eksempelvis er der uarmerede betongulve, trægulve lagt direkte på jord, krybekælderkonstruktioner mv.

Formålet med idéen er at udvikle og implementere regnefunktioner i JAGG, der kan beregne stofflux og indeklimabidrag over forskellige gulvkonstruktioner udover armerede betongulve for på denne måde at kunne udføre bedre og mere retvisende risikovurderinger for andre gulvtyper.

Gruppen vurderede, at der mangler en del viden fra praktiske målinger ved andre typer af gulvkonstruktioner, eksempelvis revnevidder/afstande, betydning af gennemføringer mv., trykforskelle over gulve etc. Til gengæld er mulighederne for rent faktisk at indhente informationerne relativt gode.

3.2 Transport over flere etager

I forbindelse med indtrængning til ejendomme med kælder er der ofte et behov for at kunne vurdere spredning af flygtige komponenter over flere etager. Dette kan ikke adresseres med JAGG modellen, som den ser ud i dag.

Formålet med idéen er derfor at få udviklet og indsat regnefunktioner i JAGG, der kan beregne flux og koncentrationer over flere etager og etageadskillelser. Etageadskillelser er tit anderledes i opbygningen end kælderdæk, hvilket fodrer en anden regnemetodik. Herudover er tætningen mellem etager typisk relativt dårlig i sammenligning med tætning mod terræn, hvilket kan medvirke til en øget transport. Afhængig af lokale forhold kan trykgradienter mellem etager forventes at være væsentligt mindre end trykgradienter mellem jord og nederste dæk pga. mindre temperaturgradienter.

Gruppen vurderede, at der mangler en del informationer omkring disse forhold, før et operationelt modul kan laves.

3.3 Direkte fluxmålinger

I stedet for at beregne bidraget fra jorden, er der udviklet forskellige metoder til at beregne fluxen ind over et areal direkte, eksempelvis ved måling med folie/sniffer metoden publiceret som Miljøprojekt 646 og 647 (Fuglsang, 2001a og 2001b).

Målinger udført på denne måde kan ikke umiddelbart anvendes i JAGG. En udbygning af modellen, så den kan imødekomme denne anvendelse, vurderes dog at kunne indføjes relativt simpelt, idet formelgrundlag mv. er kendt. Den største udfordring er sandsynligvis at udføre vurderingen af, om arealet, der måles på, er repræsentativt, og hvis ikke hvordan bidraget så skal normeres.

3.4 Følsomhedsanalyser

I den eksisterende model til beskrivelse af transporten indgår en lang række af parametre, strækkende sig fra værdier af kemiske egenskaber til betons hærdeegenskaber. JAGG er i sit udgangspunkt baseret på et valg af parametre, der tilgodeser et realistisk, men konservativt estimat af risikoen jf. forsigtighedsprincippet. En række af de indgående parametre er vanskelige at måle i felten, og vil ikke med en rimelig indsats kunne tilvejebringes. Det vil på denne baggrund være formålstjenligt at kunne udføre følsomhedsanalyser.

I forbindelse med udarbejdelse af AVJ (2005) er der udført en række Monte Carlo^[1] simuleringer med JAGGS standardopsætning for at belyse følsomheden af de indgående parametre, for bl.a. at kunne optimere dataindsamlingen, og opnå så præcis en beskrivelse af risikoen som mulig. Såfremt det er muligt at udføre følsomhedsberegninger i modellen, vil der være belæg for at lave mere præcise vurderinger af variationsbredden og risikoen, og dermed også bedre vurdere hvilke parametre der eventuelt med fordel kan fastlægges mere præcist.

Indbygning af en facilitet til udførsel af Monte Carlo simuleringer eller lignende vurderes af forfatteren at være relativt enkel. Såfremt det indføres, kan det med fordel anvendes på de andre delelementer i JAGG foruden indeklimadelen, idet det meste af den bagvedliggende programmering er identisk, når selve parametrene er sat op.

3.5 Indkomne forslag der ikke blev behandlet på workshoppen

Udover de emner der blev behandlet på workshoppen omhandlende indeklima delen var der indsendt andre forslag i forhold til indeklimadelen.

Søren Nielsen, AVJ havde på baggrund af de relativt store usikkerheder der er tilknyttet beregningerne foreslået, at modulet blev udeladt og man i stedet øgede mængden af målinger for at skaffe det nødvendige dokumentationsmateriale.

DHI har i deres oplæg peget på muligheden for at anvende 2-dimensionale modeller til at beskrive den geografiske variabilitet. Dette blev ikke behandlet på workshoppen, men indgår i de videre forløb med revision af JAGG.

Flere forslagsstillere har også påpeget et ønske om at kunne inddrage nedbrydning i betragtningerne, dette gælder specielt ved transport igennem jorden inden indtrængen i selve bygningen. Dette ligger uden for indeklimamodulets egentlige område, men vil indgå i de videre overvejelser omkring udvikling af JAGG.

Flere forslagsstillere har foreslået muligheden for at kunne ”regne baglæns” i forhold til indeklimapåvirkninger, således at betontykkelse, luftskifte etc. kan umiddelbart kan fastlægges i forhold til afværgescenarier. Dette ligger ikke umiddelbart inden for værktøjets primære område, men både den nuværende udgave af JAGG og sandsynligvis også den fremtidige kan relativt nemt bruges til dette ved anvendelse af Excels almindelige målsøgningsrutiner.

4 Dæklag (umættet og mættet transport)

4.1 Konceptuelle modeller
4.2 Statistisk begrundede parametre og parameter estimation
4.3 Transportprocesserne
4.4 Vandbalance
4.5 Validering af model
4.6 Indkomne forslag der ikke blev behandlet på workshoppen

Et af de emner, der har givet anledning til mange diskussioner mellem brugerne af den eksisterende JAGG model, er den manglende inddragelse af de processer, der sker under den vertikale transport fra en terrænnær kilde til et underliggende grundvandsmagasin. Da JAGG modellen i sin tid blev konstrueret, manglede der viden om mange af de mekanismer, der finder sted under denne transport, både ved strømning i mættet såvel som umættet zone, og i enkelt- og dobbelt-porøse medier.

Ud over selve strømningen er der for de stoffer, der har en stor affinitet for at være på gasform, også mulighed for spredning horisontalt i en egentlig gasfase. Dette er der også først for alvor kommet fokus på igennem den seneste årrække.

Viden om en lang række af processerne er opsamlet i den videnskabelige litteratur. Meget af den beskrivende matematik er relativt kompliceret, og vil derfor ikke umiddelbart kunne anvendes i en simpel regnearksmodel som JAGG (det forventes, at den reviderede model stadig skal være en regnearksmodel). En metode til at håndtere dette er ved anvendelse af typologier til beskrivelse af geologi mv. Ved at benytte en sådan opdeling vil en række beskrivelser kunne generaliseres og bringes på en form, så de umiddelbart kan anvendes i en regnearksmodel. Dette gælder både for spredning i gas- og vandfasen.

På workshoppen diskuterede gruppen, der beskæftigede sig med dæklagstransport, en lang række af disse fænomener. Gruppen nåede ikke til en egentlig prioritering af emnerne, men der blev fremhævet et stort behov for både dataindsamling og operationalisering af den eksisterende viden.

De primære emner, som gruppen diskuterede, er skitseret kort i nedenstående underpunkter.

4.1 Konceptuelle modeller

Som støtteværktøj i forhold til valget af den rigtige metode til beskrivelse af risikoen kan der med fordel anvendes konceptuelle modeller. De konceptuelle modeller kan eksempelvis være beskrevet ved typologi som fyldlag-moræne-kalk eller lignende med kilden placeret øverst i morænen og risikoen for overskridelse af grundvandskvalitetskriteriet i kalken som mål. Spredningen vertikalt vil eksempelvis her foregå primært vertikalt som sprækketransport og et modul til denne beskrivelse skal derfor aktiveres. På lignende måde kan en række andre konceptuelle scenarier opstilles, og de rette modeller vælges til beskrivelse af transporten.

JAGG er ikke umiddelbart gearet til dette, og p.t. er der kun en model beskrivelse til vertikal transport . Såfremt der indføres beskrivelser, der modelmæssigt varierer for forskellige scenarier, vurderes det at være en god støtte for det rigtige modelvalg med et grafisk støtteværktøj baseret på konceptuelle modeller.

4.2 Statistisk begrundede parametre og parameter estimation

Hovedparten af de indgående parametre i beskrivelsen af transportprocesserne varierer i naturen på både større og mindre skala. I dag er JAGG en deterministisk model, hvor parametrene kun kan antage én værdi, og tilsvarende udregnes ét resultat. Selv hvis parametrene er målt på den lokalitet, hvor risikovurderingen udføres, vil de som oftest variere i rum og for nogle parametres vedkommende også i tid. Dette kunne eksempelvis beskrives statistisk ved en fordelingsfunktion med en given fordeling, eksempelvis en normal- eller lognormalfordeling med tilhørende middelværdi og varians.

Anvendelsen af statistisk bestemte parametre kan finde sted på flere måder. Dels kan man, såfremt man ønsker at anvende et konservativt estimat på sin risiko, vælge parametrene ud fra en øvre eller nedre grænse i sit interval for parameteren. Dels kan der laves en Monte Carlo simulering, hvor samtlige parametre varieres indenfor deres udfaldsrum, for på denne måde at vurdere, hvad det mest sandsynlige udfald er af eksempelvis grundvandskoncentrationen i et underliggende magasin. Ud over middelværdien får man ved denne metode også et godt gæt på usikkerheden på estimatet ud fra spredningen på de beregnede koncentrationer.

Jævnfør afsnittet om følsomhedsanalyser i indeklima er det ikke forbundet med en større indsats at kunne udføre simuleringer med variable indgangsparametre.

Mht. til fastlæggelse af fordelingen af indgangsparametre ligger der til gengæld et større udredningsarbejde. For at beskrive processerne kræves viden om en lang række af parametrenes fordeling eksempelvis hydraulisk ledningsevne, sprækkefordeling, nedbrydningskonstanter, vandindhold, organisk indhold i jorden etc. At samle den eksisterende viden om de parametre, der indgår i strømningsbeskrivelsen og operationalisere den, vurderes at være en relativt stor opgave. Det vil sandsynligvis ikke være tilstrækkelig viden for nogle af parametrene, hvorimod andre vil være relativt velbeskrevne.

4.3 Transportprocesserne

Som beskrevet i indledningen til dette kapitel er der en lang række processer, der foregår simultant under nedsivning mod underliggende grundvand fra en overfladenær kilde. Eksempelvis kan peges på:

Afdampning fra fri fase
Afdampning af stoffer opløst i vand
Diffusion i gasfase
Nedbrydning i både gas og vandfase
Vertikal strømning i forskellige geologiske miljøer
Sorption
Diffusion i vandfase.

Samspillet mellem disse processer og den matematiske beskrivelse er ikke komplet udviklet i noget samlet modelværktøj. De fleste eksisterende modeller tager udgangspunkt i beskrivelse af nogle af elementerne, men ikke dem alle på samme tid. Der er derfor et behov for en grundig evaluering af hvilke metoder, der skal anvendes til hvilke processer, og hvordan det hele skal kobles. Herudover stilles der krav til, hvordan en validering af en samlet model kan/skal opnås.

4.4 Vandbalance

I den eksisterende JAGG model er der ingen form for vandbalance. På workshoppen mente gruppen, der arbejdede med emnet, at indarbejdelse af en vandbalance var nødvendig frem for den relativt simple tilgang, som JAGG har i dag, hvor al nettonedbør rutes til det magasin, man regner på. En måde at gøre dette på ud fra en overordnet betragtning kan igen være at anvende typologier baseret på Danmarksmodellen eller lignende. Egentlige vurderinger af nettonedbøren på mere lokalskala kan opnås ved opstilling af egentlige hydrologiske modeller på oplandsskala.

Afhængig af hvor sofistikeret en tilgang man vælger, kan en anvendelse af vandbalancer i JAGG gå fra at kunne inkorporeres forholdsvist simpelt til at blive meget kompliceret. En analyse af mulighederne og den forbedring af estimatet på risikoen, der opnås, vil være nødvendig for at fastlægge den rigtige strategi for implementeringen.

4.5 Validering af model

På grund af de usikkerheder der ligger i de forskellige modelbeskrivelser af de mange forskellige processer, som er nævnt i de foregående afsnit, mente gruppen på Workshoppen, at en egentlig validering af de matematiske beskrivelser med data fra en eller flere cases var påkrævet. Miljøstyrelsen har den opfattelse, at modelbeskrivelser der skal indarbejdes i en JAGG revision i størst muligt omfang skal være verificeret fra felt- eller laboratorieforsøg udført tidligere, eventuelt i forbindelse med udviklingen af selve koden. En egentlig verificering af modeller ligger efter Miljøstyrelsens opfattelse uden for det indeværende projekt.

4.6 Indkomne forslag der ikke blev behandlet på workshoppen

I forhold til den vertikale transport kom workshoppen godt rundt om de problemstillinger, der er knyttet til den vertikale transport. Watertech m.fl. har udover de processer, der blev diskuteret stillet forslag til at indarbejde et værktøj til beskrivelse af fluxen igennem den umættede zone, dette vil indgå i de videre forløb med revision af JAGG. I forlængelse af dette har der også været stillet forslag om at kunne opstille en massebalance i forbindelse med nedsivningen, dette indgår også i den videre vurdering.

5 Stoffer & fugacitet

5.1 Revision og opdatering af stoftabel
5.2 ”Blandingsbatteri”, generel model for håndtering af stofblandinger
5.3 Indtastningskontrol af inputdata for stoffer
5.4 Fri fase modul
5.5 Indkomne forslag der ikke blev behandlet på workshoppen

Blandt de indsendte forslag var der en del, der omhandlede forskellige tiltag til forbedret behandling af stoffer og stofblandinger, herunder stoffernes fordeling mellem forskellige dele af jordmatricen.

På workshoppen blev gruppen, der arbejdede med stoffer og fugacitet enige om følgende områder, hvor der skal udføres en indsats i forhold til en revision af JAGG:

Revision og opdatering af stoftabel.
”Blandingsbatteri”, generel model for håndtering af stofblandinger
Indtastningskontrol af inputdata for stoffer
Fri fase modul

I det følgende er de enkelte emner beskrevet uddybende.

5.1 Revision og opdatering af stoftabel

JAGGs stofdatatabel er som resten af datagrundlaget mange år gammel. Der kommer jævnligt nye data om eksisterende stoffer, ligesom der siden modellens introduktion også er inddraget andre stoffer i vurderingerne, af forureninger eksempelvis MTBE og nedbrydningsprodukter af dette. Der er derfor et behov for, at tabellen opdateres - helst løbende. Noget af det, der virkelig er blevet undersøgt siden tilblivelsen af JAGGs første version, er nedbrydning under forskellige former for redoxforhold for en lang række af stoffer. Dette bør, i det omfang det er tilstrækkeligt dokumenteret., indarbejdes i en revision af JAGG modellen.

Muligheden for at lave en statisk revision på baggrund af eksisterende data fra litteraturen er god. Udfordringen består primært i at få kvalitetssikret de data, der indbygges. Det vil sige få valideret dem i forhold til en generel anvendelse. Dette kræver en kvalitetssikringsprocedure, som Miljøstyrelsen med fordel kan stå bag.

Da der hele tiden opbygges viden, kan der være en fordel i, at databasen frigøres fra den lokale afvikling og i stedet gøres web baseret, således at data kan opdateres løbende. En central database vil også kunne anvendes i forhold til andre områder end lige netop JAGG, hvis eksempelvis fysisk-kemiske data, nedbrydningsdata, baggrundskoncentrationer, toksicitet eller andet skal bruges i andre miljøsammenhænge. En koordinering vil derfor være relevant i forhold til eksisterende databaser i MST eller anden statslig regi.

5.2 ”Blandingsbatteri”, generel model for håndtering af stofblandinger

Vi omgiver os i mange sammenhænge med blandinger af stoffer frem for enkeltkomponenter, som generelt er den eksisterende JAGG models måde at regne på. Stofblandinger kan eksempelvis være diesel/fyringsolie, benzin, tjære, blandinger af opløsningsmidler samt meget andet. For mange af blandingerne er der så mange forskellige enkeltstoffer, at det ikke er praktisk og tidsmæssigt muligt at regne på alle enkeltkomponenter.

På denne baggrund er det derfor ønskværdigt, at der opstilles nogle generelle profiler for de mest almindeligt forekommende blandinger. Profilerne skal udpege væsentlige stoffer, der repræsenterer stofblandingen, og som har egenskaber, der gør, at de repræsenterer blandingen også, når denne har befundet sig i jorden i længere tid. Kriterier bør samtidig være knyttet til disse modelstoffer, når blandingerne er til stede.

Opstilling af profiler og implementering af et modul i JAGG til dette vil for mange blandingers vedkommende kunne gøres relativt enkelt. Miljøstyrelsen har i et endnu ikke publiceret projekt igangsat arbejdet for benzin, som er en af de hyppigst forekommende blandingsforureninger. Erfaringerne fra dette arbejde vil med fordel kunne anvendes på andre blandingstyper.

5.3 Indtastningskontrol af inputdata for stoffer

I den eksisterende model skal det relevante stof, man ønsker at vurdere, indtastes flere forskellige steder. Der er ingen kontrol med, om de data, der anvendes for målte koncentrationer, giver anledning til vurdering af, om stoffet forekommer som fri fase, eller om der kan være tale om fejlmålinger. Ligeledes er der i dag ingen kontrol i fugacitetsmodulet, om beregnede værdier af vand og luftkoncentrationerne overskrider opløseligheden.

Det foreslås derfor, at indtastningen af relevante stofkoncentrationer indtastes et centralt sted i en revideret JAGG model. Ved indtastningen udføres en kontrol af, om målte koncentrationer giver anledning til tilstedeværelse af fri fase, samt at det ved omregning af jordkoncentrationer til porevand/poreluft ikke er muligt at overskride opløselighederne.

En tilretning af disse forhold vurderes at være relativt enkel, og vil nemt kunne indarbejdes.

5.4 Fri fase modul

En betingelse for anvendelse af JAGG i dag er, at der ikke er fri fase (både mobil og residual) tilstede i jorden. Til trods for dette anvendes JAGG i mange tilfælde, hvor dette ikke er opfyldt. Det leder til forkerte risikovurderinger, der både kan skyde over og under den ”sande” værdi for koncentrationerne.

I forhold til udbredelsen af fri fase manglede gruppen et simpelt værktøj, som kan implementeres i JAGG. Det vil sige et værktøj, der simpelt er i stand til at afgøre, om en fri fase er nået i ligevægt med jorden, og derfor ikke udbreder sig som fri fase mere.

Herudover er der behov for en håndtering af opløsning i hhv. porevand og luft ved tilstedeværelse af flere stoffer i en fri fase. Dette kan ikke håndteres p.t., men bør kunne det i en revision af JAGG.

Der er i øvrigt en tæt kobling mellem udvælgelsen af modelstoffer for blandingsforureninger og håndteringen af fri fase produkter. Det vurderes derfor, at det er hensigtsmæssig at håndtere de to dele samtidig.

5.5 Indkomne forslag der ikke blev behandlet på workshoppen

I forhold til de indkomne forslag til workshoppen om modelstoffer og fri fase, blev alle de indsendte emner berørt. I forlængelse af emnet har bl.a. Københavns amt efterlyst en standardiseret måde at få nye stofdata ind, idet der er set eksempler på ”tilpassede” databaser, hvor det har været svært at kontrollere datakvaliteten. Håndteringen af opdateringer generelt forventes berørt i forbindelse med videreudviklingen af JAGG.

6 Massebalance og flux

6.1 Fordele og ulemper
6.2 Metoder
- 6.2.1 Massebalance
- 6.2.2 Flux
6.3 State of the art

De nuværende krav til vurdering af punktkilders risiko overfor grundvand tager udgangspunkt i overholdelse af koncentrationskrav 1 års opholdstid (dog max 100 meter) fra kilden, og det er denne koncentration, JAGG beregner i grundvandsmodulet. Der var generelt enighed blandt workshopdeltagerne om, at en sådan koncentration alene ikke altid er et repræsentativt udtryk for en punktkildes risiko. Vigtige punkter, der kan give en mere nuanceret risikovurdering, er forureningsfluxen fra kilden og en massebalance for kilden. Disse vurderinger foretages allerede i større eller mindre omfang på mange lokaliteter som et supplement til JAGG-beregningerne. Der blev dog fra mange sider udtrykt behov for en standardisering på området samt udvikling af hjælpeværktøjer til beregningerne, hvilket også illustreres af de mange indkomne forslag relateret til flux (mængde/tid) og massebalance. De fleste forslag og langt det meste af diskussionen på workshoppen fokuserede udelukkende på grundvandszonen.

6.1 Fordele og ulemper

Inddragelse af flux og opstilling af massebalancer muliggør en række vurderinger på både lokal- og oplandsskala:

Vurdering af den resulterende koncentration i f.eks. nedstrøms vandværker.
Varigheden af forureningspåvirkningen.
Vurdering af naturlige nedbrydningsprocesser.
Identificering af hvor evt. afværge vil have størst effekt.
Vurdering af en afværges effekt.
Prioritering af indsats overfor forskellige punktkilder i et opland.
Vurdering af om alle punktkilder i et opland er identificeret.
Punktkildernes betydning i et vandrammeperspektiv.

Den største ulempe ved disse vurderinger er, at de kræver flere typer data end en almindelig JAGG-beregning (f.eks. volumen af kilden, detaljeret information om den hydrauliske ledningsevne i mange punkter og grundvandsspejlets gradient).

6.2 Metoder

Der er blevet foreslået en række forskellige metoder til flux- og massebetragtninger som spænder fra meget simple beregningsmetoder til faktiske målinger i grundvandet. Man kunne f.eks. forestille sig, at et flux/massebalance-modul i JAGG kunne anvendes på flere niveauer afhængig af den aktuelle viden på lokaliteterne.

6.2.1 Massebalance

For at lave en massebalance kræves der viden om koncentrationerne af de kritiske stoffer i vand-, jord- og luftfasen i mange punkter, samt udbredelsen af disse koncentrationer. Desuden er det meget kritisk for en massebalance at vide, om der er fri fase eller ej, og om hvad omfanget i givet fald er. Massebalancen kræver desuden en vurdering af de styrende processer såsom nedbrydning, sorption og fordampning (oftest ikke relevant i den mættede zone). Såfremt disse data ikke er tilgængelige, må de estimeres.

6.2.2 Flux

Da fluxen udtrykker forureningsudledningen fra en kilde pr. tid, kræver en fluxbestemmelse, udover de samme parametre som en massebalance, en bestemmelse af grundvandets hastighed i en række målepunkter. Dette vil i praksis sige en bestemmelse af den hydrauliske ledningsevne og grundvandsspejlets gradient. Især vil den hydrauliske ledningsevne være af stor betydning, da den kan variere over flere størrelsesordener, og således bliver meget styrende for slutresultatet. Når disse parametre er bestemt, kan fluxen væk fra kilden beregnes simpelt i f.eks. Excel.

Alternativt til en fluxberegning væk fra kilden, kan fluxen bestemmes ved hjælp af målinger i et kontrolplan. Her eksisterer der flere mere eller mindre velafprøvede metoder såsom niveauspecifik prøvetagning, passive samplere (”fluxmetre”) og volumenpumpning. Flere af metodernes velegnethed og usikkerheder afprøves for tiden i samarbejdsprojektet RAP mellem Københavns Amt og DTU.

Hvis fluxbestemmelserne skal anvendes til at vurdere risikoen fra flere punktkilder på oplandsskala – f.eks. i forhold til et vandværk, skal den indvundne vandmængde kendes, og fluxberegningerne skal kombineres med en stoftransportmodel.

6.3 State of the art

De fleste af de parametre, der skal til for at lave massebalancer og fluxbestemmelser, kan bestemmes med velkendte metoder. Men naturligvis vil bestemmelser af de ekstra parametre fordyre undersøgelserne. En kritisk parameter i forhold til fluxbestemmelsen er tilstedeværelse og omfanget af evt. fri fase. Med de metoder, der benyttes i dag, er sådanne bestemmelser behæftet med stor usikkerhed. Internationalt set findes der meget forskning på området, – men der er behov for at operationalisere denne viden. En anden vigtig problemstilling er blandingsforureninger, hvor f.eks. viden om disses nedbrydning er mangelfuld.

Der findes en del beregningsværktøjer, der kan estimere forureningsfluxe og/eller bruges til at tolke praktiske målinger. Disse værktøjer inkluderer f.eks. Mass Flux Toolkit (downloades på www.gsi-net.com) BioScreen og BioChlor (fra US EPA), Risc4 (Groundwatersoftware.com) og ConSim (UK EPA). Endvidere udarbejdes der i RAP-projektet et modelkoncept, der kan håndtere forureningsfluxe fra lokal skala til oplandsskala.

7 Design og brugervenlighed

Der var ikke nedsat grupper, der på mødet diskuterede design og brugervenlighed, men der blev præsenteret indlæg, der beskæftigede sig med emnet, ligesom det har været et generelt emne i de indsendte forslag.

Excel er siden udviklingen af JAGG modellen blevet mere avanceret med bedre programmeringsmuligheder og flere indbyggede funktioner. Såfremt man arbejder videre i en Excel struktur, er der derfor alene af den grund en række værktøjer omkring makroer, lister, rullefelter mv., der er brugbare og relativt nemme at anvende ved en opdatering. Rullefelter kan eksempelvis bruges til hurtigt at kunne lave følsomhedsanalyser, hvor bevægelse i rullefeltet styrer værdien af en inputparameter, – outputtet kan eksempelvis være en graf eller en tabelværdi.

Design diskussionen har meget gået på ønsket om at kunne generere nogle sammenhængende udskrifter, hvor både inddata, beregningsforudsætninger og beregningsresultater er med. Som eksempel er NIRAS udskrifter blevet fremvist.

Brugervenligheden af JAGG er også et emne, der gentagne gange er blevet diskuteret. En opbygning, hvor inddata indsættes via en konceptuel model som eksempelvis i den kommercielle model Risc4, er blevet fremhævet.

En mere overordnet problemstilling, der også er diskuteret i afsnittet om stoffer/fugacitet, er anvendelsen af opkobling fra brugerens JAGG version til en central database. Dette kan både gøres i form af inddata, der leveres fra central side, såsom opdaterede stofværdier, basisværdier for nedbrydningskonstanter etc., såvel som ved outputdata eksempelvis beregnede grundvands- eller indeklimakoncentrationer fra risikovurderingen på eksempelvis matrikelniveau. Dette vil kunne bidrage til at skabe overblik.

Som et endnu mere udvidet scenarie kan afviklingen af en JAGG model på en central server løsning frem for hos den enkelte bruger være en mulighed. Dette giver mulighed for, at der kan ændres/tilføjes/fjernes elementer i selve beregningsrutinerne i den takt, som de bliver færdige/uaktuelle, ligesom man er sikker på, at der anvendes den ”rigtige” model med de rigtige parametre. I JAGG, som den er i dag, kan man eksempelvis ved uheld eller utilsigtet overskrive felter uden, at det umiddelbart kan ses. Såfremt man ikke bruger en ny version hver gang, men genbruger tidligere gemte versioner kan man derfor risikere at videreføre fejl.

8 Andre elementer

8.1 Indkomne forslag der ikke blev behandlet på workshoppen

Ud over de elementer, der blev diskuteret på workshoppen er der i de fremsendte forslag (se bilag 1 for detaljer) en række andre elementer, som brugerne har peget på i forbindelse med en revision af JAGG.

Disse forslag er ikke viderebearbejdet, i det der fra forfatterens og MSTs side har været et ønske om i størst muligt omfang at tilgodese flest mulige brugere ved den kommende revision. Det er dog vigtigt, at de modtagne forslag til udvikling af JAGG fasthold, til brug ved den forsatte udvikling af JAGG.

I det følgende afsnit er givet en kort beskrivelse af de forslag, der ikke er medtaget i denne revision af JAGG.

8.1 Indkomne forslag der ikke blev behandlet på workshoppen

8.1.1 AVJ

AVJ har foreslået en mulighed for at inddrage geokemiske data i vurderingen af potentialet for nedbrydning. Dette arbejdes der ikke umiddelbart videre med i JAGG regi, der henvises i stedet til GEOPROC (se Miljøstyrelsens hjemmeside) som værktøj til denne evaluering.

8.1.2 Carl Bro

Carl Bro har udover forslag indenfor den behandlede emnekreds givet forslag til forbedring af hhv. jord- og statistikmodulet. Dette vil ikke umiddelbart blive inddraget i denne revision af JAGG, men vil indgå i fremtidige overvejelser.

8.1.3 COWI

COWI har udover forslag indenfor den behandlede emnekreds givet forslag til udvikling af et recipientmodul, dvs. beregning af påvirkning af recipienter. Dette vil ikke umiddelbart blive inddraget i denne revision af JAGG, men vil indgå i fremtidige overvejelser.

8.1.4 DGE

DGE har udover forslag indenfor den behandlede emnekreds givet forslag til udvikling af JAGG til bedre at kunne beskrive interaktionen mellem flere grundvandsmagasiner. Dette vil ikke umiddelbart blive inddraget i denne revision af JAGG, men vil indgå i fremtidige overvejelser.

8.1.5 DHI

DHI har udover forslag indenfor den behandlede emnekreds givet forslag til udvikling af et usikkerhedsbaseret andengenerationsværktøj til vurdering af risiko overfor grundvand og recipienter. Værktøjet skal kunne integrere både den risikovurdering der foretages på basis af punktkildevurderinger, deponering af jord og affaldsprodukter etc. Dette vil ikke umiddelbart blive inddraget i denne revision af JAGG, men vil indgå i fremtidige overvejelser.

8.1.6 DMR

DMR har udover forslag indenfor den behandlede emnekreds givet forslag til videreudvikling af statistiske værktøjer til evaluering af diffust forurenede områder. Dette vil ikke umiddelbart blive inddraget i denne revision af JAGG, men vil indgå i fremtidige overvejelser.

8.1.7 Fyns Amt

Fyns Amt har udover forslag indenfor den behandlede emnekreds givet forslag til udvikling af JAGG så den kan anvendes til også at kunne give tilladelse efter MBL §19. Herudover er der stillet forslag om indførsel af en mere dynamisk håndtering af stoftransporten hvor tiden indgår som parameter, dvs. ikke stationaritet.

I forhold til administration af data er der stillet forsalg om at JAGG i den nye version skal kunne gemme data centralt via JAR.

Disse tiltag vil ikke umiddelbart blive inddraget i denne revision af JAGG, men vil indgå i fremtidige overvejelser.

8.1.8 GEO

GEO har udover forslag indenfor den behandlede emnekreds givet forslag til videreudvikling af lossepladsmodulet. Dette vil ikke umiddelbart blive inddraget i denne revision af JAGG, men vil indgå i fremtidige overvejelser.

8.1.9 Krüger

Krüger har udover forslag indenfor den behandlede emnekreds givet forslag til indarbejdelse af udregning af lokale oprensningskriterier baseret på ”acceptabel” forurening af underliggende magasiner. Dette vil ikke blive inddraget i denne revision af JAGG, men kan opnås ved at anvende nogle af Excels indbyggede målsøgningsfunktioner.

8.1.10 RGS 90

RGS 90 har udover forslag indenfor den behandlede emnekreds givet forslag til implementering af varighedsberegninger, der reelt set ligger i forlængelse af flux og massebalancebetragtninger. Herudover er der stillet forslag om en revision af beregningsgrundlaget for sorption. Dette vil ikke umiddelbart direkte blive inddraget i denne revision af JAGG, men vil indgå i fremtidige overvejelser.

8.1.11 Storstrøms Amt

Storstrøms Amt har udover forslag indenfor den behandlede emnekreds givet forslag til udvidelse af JAGGs grundvandsmodul så det kan anvendes til vurdering af påvirkning af eksisterende vandindvindingsboringer, påvirkning af recipienter og beregning af påvirkning fra genanvendelse af jord (§19). Disse forslag vil ikke umiddelbart blive inddraget i denne revision af JAGG, men vil indgå i fremtidige overvejelser.

8.1.12 Watertech

Watertech har udover forslag indenfor den behandlede emnekreds givet forslag til implementering af barrierediagrammetoden ved risikovurdering af lossepladsgas. Dette vil ikke umiddelbart blive inddraget i denne revision af JAGG, men vil indgå i fremtidige overvejelser.

9 Udenlandske erfaringer

Baker et al. (2004) har udført et større sammenlignende studie af risikovurderingsværktøjer, der anvendes i Europa og USA. I studiet er JAGG sammenlignet med bl.a. RISC4 (kommercielt tilgængeligt program udviklet af bl.a. British Petroleum (BP), RBCA (USA metode), LandSim (UK) og en række andre metoder/programmer. De anvendte metoder til risikovurdering er forskellige fra land til land, hvilket også afspejles i de numeriske metoder, der anvendes. På en række områder, eksempelvis afdampning til indeklima og koncentrationen nedstrøms en kilde i den mættede zone, er JAGG blevet sammenlignet med forskellige andre modeller. Sammenligningen er sket på baggrund af en række ”syntetiske” cases, hvor forureningsfordeling, jordparametre mv. er fastlagt og efterfølgende anvendt i en risikovurdering med de forskellige værktøjer. I figur 1 er de beregnede indeklimabidrag vist for hhv. benzen og trichlorethylen.

Figur 1. Beregnet indeklimabidrag ved anvendelse af RISC4, JAGG, RBCA, Rischuman, SFT9906 og Vlier-human. Figur fra Baker et al., 2004.

Figur 1. Beregnet indeklimabidrag ved anvendelse af RISC4, JAGG, RBCA, Rischuman, SFT9906 og Vlier-human. Figur fra Baker et al., 2004.

Det ses af figur 1, at RBCA skiller sig ud fra de øvrige modeller. Bidraget er eksempelvis ca. 100 gange mindre beregnet med denne model frem for JAGG. Sammenholdt med de øvrige metoder giver JAGG sammenlignelige resultater.

I figur 2 ses sammenligningen på beregning i forhold til grundvandet. Der er i beregningen anvendt en afstand til kilden på 50 m. Som det ses af figuren, er der meget sammenlignelige værdier for de undersøgte stoffer mellem JAGG og de andre modeller. JAGG giver i den konkrete beregning lidt lavere værdier end de øvrige, hvilket dog kan hænge sammen med den konkrete modelopsætning/geologiske model.

Figur 2. Beregnede koncentrationer 50 m nedstrøms kilde af TCE, Cd, B(a)P, benzen og atrazin ved anvendelse af RISC4, JAGG, RBCA, RCME og P20. Figur fra

Figur 2. Beregnede koncentrationer 50 m nedstrøms kilde af TCE, Cd, B(a)P, benzen og atrazin ved anvendelse af RISC4, JAGG, RBCA, RCME og P20. Figur fra

Troldborg (2005) udførte risikovurderinger overfor grundvandet på en konkret lokalitet med RISC4, JAGG og Biochlor. I figur 3 er vist resultatet af beregningerne i det primære magasin for en beregning med og uden nedbrydning.

Figur 3. Beregnede TCE koncentrationer ved anvendelse af standardværdier af dispersiviteten i modellerne JAGG, RISC4 og Biochlor. Figur fra Troldborg 2005.

Figur 3. Beregnede TCE koncentrationer ved anvendelse af standardværdier af dispersiviteten i modellerne JAGG, RISC4 og Biochlor. Figur fra Troldborg 2005.

Som i studiet gengivet i Baker et al. 2004 regner JAGG lidt lavere koncentrationer ud end de sammenlignelige modeller. På den konkrete lokalitet er der også et sekundært magasin, hvor JAGG giver de højeste koncentrationer ved beregningen. Det afhænger således af den konkrete opsætning, hvilken model der giver de højeste værdier.

I de fundne sammenligninger er der i forhold til usikkerheden på de indgående parametre kun tale om mindre afvigelser, typisk på en faktor 2-4 de forskellige modeller imellem, baseret på grundvandsdelen og indeklimadelen. Der er således ingen grund til at betvivle de grundlæggende regnefunktioner/modeller i JAGG.

De grundlæggende funktioner er i mange af de anvendte modeller i udlandet af samme karakter som i JAGG. I en del lande anvendes ikke generiske grænseværdier som i Danmark. Derimod ses direkte på eksponeringen med forskellige stoffer, som så sammenholdes med eksempelvis WHO intake guidelines eller lignende.

Den mest komplette model med hensyn til beskrivelser af eksponeringsveje mv. er RISC4. Modellen er opbygget med en Windows brugerflade, der ud fra den konceptuelle spredningsmodel udfyldes med relevante parametre. Modellen har en indbygget database med standardværdier for både stof, jordparametre mv. Modellen er kommerciel, og har en pris (pr. 1. juli 2006) på ca. 3000 kr.

Som et alternativ til videreudvikling af JAGG er der både fordele og ulemper, såfremt man vil overgå til et andet system, som eksempelvis RISC4. Blandt fordelene kan nævnes, at modellen er veldokumenteret, de indgående regnemodeller stammer fra censureret litteratur (ingen hjemmestrikkede metoder) samt, at der er et antal udviklere bagved modellen. Ulemperne ved eksempelvis at anvende et værktøj som RISC4 i forhold til JAGG er bl.a., at der vil være et behov for uddannelse, at gennemsigtigheden i beregningerne kan virke mindre, samt at man ved at anvende et bestemt kommercielt værktøj favoriserer en bestemt producent. Sammenligninger med JAGG viser under alle omstændigheder, at de resultater, der opnås med RISC4, er sammenlignelige.

10.1 JAGG 2 eller et kommercielt produkt

På baggrund af gennemgangen rejser der sig en principiel diskussion omkring udviklingen af JAGG. Der kan arbejdes med to helt forskellige modeller.

Den ene model bygger på en videreudvikling af JAGG som den er i dag, dvs. en regnearksmodel eller lignende med tilhørende makroer udviklet i MST regi af MST selv eventuelt i samarbejde med rådgivere/systemudviklere. Den anden model bygger på en implementering af et kommercielt tilgængeligt program, eksempelvis RISC4, som udgangspunkt for risikovurderingen. Der er fordele og ulemper forbundet med begge metoder som kort diskuteres i de følgende.

En fortsættelse af den nuværende praksis vil kun indebære mindre ændringer i forhold til beregningsgrundlaget, og dermed Vejledning 6 og 7. Der vil til gengæld være en del omkostninger forbundet med videreudviklingen af formelgrundlaget og implementering i selve regnearksmodellen, ligesom vedligehold ikke på samme måde som ved et kommercielt produkt kan forventes at finde sted. Dette ses af at modellen stort set ikke er rettet fra dens udvikling frem til nu. Den relativt smalle brugerdatabase gør, at udviklingsomkostningerne pr. bruger ved en fortsat anvendelse og udbygning af en lokal model som JAGG er høje sammenlignet med et kommercielt produkt med en bredere anvendelsesbase.

En overgang til et helt andet koncept, som eksempelvis RISC4, vil kræve en større uddannelsesmæssig indsats i forhold til slutbrugerne (myndigheder, rådgivere etc.), ligesom slutbrugerne vil skulle købe licens til programmet. Såfremt MST ville anvende RISC4 forventes det, at MST vil kunne forhandle en samlet licenspris baseret på eksempelvis 500 licenser, som vil være væsentligt reduceret i forhold til listeprisen. En finansieringsmodel, hvor der udover opnåelsen af mængderabat, eksempelvis blev ydet et tilskud fra MST vil formentlig kunne gøre implementeringen af modellen på licenssiden rimelig overkommelig for de relevante slutbrugere. Uddannelse og opfølgning vil dog stadigvæk være påkrævet. Fordelen ved en konstruktion som dette vil være, at der dels implementeres en model, der jf. de publicerede internationale resultater, er rimeligt retvisende, fyldestgørende (også med hensyn til en række af de udviklingsmuligheder som workshoppen har peget på) og veldokumenteret. Herudover vil opdatering af produktet sandsynligvis ske med en hyppigere frekvens end hvis man har en dansk model alene. Ulemperne ved at overgå til et kommercielt værktøj vil udover det ovenfor beskrevne være at udviklingen at værktøjet ikke nødvendigvis imødekommer MSTs ønsker og krav, men tager udgangspunkt i ønsker og krav fra den samlede brugerskare . Koblingen til vejledninger, lovgivning etc. vil derfor blive vanskeliggjort.

Det overordnede valg kan dårligt træffes ud fra objektive tekniske og økonomiske kriterier alene, men er i høj grad betinget af MSTs ønske om indflydelse på selve værktøjet der anvendes. Sammenligninger har vist at forskellene på de resultater der opnås med de forskellige modeller varierer mindre end de indgående parametre, således at der ud fra rent tekniske kriterier ikke er noget til hinder for at skifte koncept.

10.2 Lokal eller web baseret model

Siden fremkomsten af JAGG 1.5 er der sket en rivende udvikling på web fronten. Dette betyder at selv relativt beregningstunge applikationer i dag kan afvikles via internet frem for en lokal maskine. Der er derfor på dette tidspunkt mulighed for at skifte platform hvis MST ønsker det.

Fordelen ved en webbaseret løsning hvor enhver beregning afvikles på en central server er at der er fuld kontrol over beregningsmetode og standarddata. Samtidig vil en eventuel integration op mod databaser som JAR etc. være en mulighed ved anvendelse af en web platform frem for en lokal løsning. Ulempen vil være, at det vil kræve netadgang for at afvikle en risikovurdering, samt at der vil være ikke ubetydelige omkostninger til flytningog drift af en sådan løsning.

En lokal løsning som i dag, baseret på Excel og VBA, vil efter forfatterens vurdering være den nemmeste at implementere, idet genbruget fra den eksisterede model vil være mulig i et relativt stort omfang. En løsning hvor databasedelen eventuelt gøres webbaseret eller mulig for opdatering ved download er også en mulighed. Der er i parallelle projekter samlet data ind om eksempelvis pesticider, der med fordel kan kombineres med JAGGs eksisterende base. En mulighed for upload af nye data kan også overvejes. Dette vil gøre basen dynamisk og i et vist omfang sikre at nye data tilføjes. Udfordringen med denne løsning er at data skal kvalitetssikres, hvilket kan være yderst vanskeligt, hvis brugerne får adgang til upload.

Valg af platform er således bl.a. afhængig af behovet for integration af JAGG i forhold til JAR mm. Såfremt MST ikke vurderer dette af stor betydning vil den mest fremkommelige løsning sandsynligvis være at arbejde videre i en Excel model med lokale data som i den eksisterende version. En mulighed for at downloade nye stof data vil dog være en oplagt mulighed i forbindelse en revision.

10.3 Udbygning til JAGG 2

Den nuværende regnearksmodel er opbygget med en række undermoduler som vist på bilag 3. Det centrale i JAGG 1.5 er tre mindre databaser, der kobles til de enkelte regnemoduler. Databaserne er:

Stofdatabasen, der indeholder fysisk-kemiske stofspecifikke parametre
Jorddatabasen, der indeholder modeljordes egenskaber som porøsitet, organisk stofindhold, hydraulisk ledningsevne etc.
Vandbalancedatabasen, der indeholder kommunefordelte nettonedbørsdata

I bilag 3 er de enkelte moduler vist som oversigt, således at input data og output af modellen for de enkelte elementer er vist. Lossepladsgas og sandsynligheds modulet ses at være helt uafhængigt af de øvrige moduler og databaser. Som det ses af bilaget benytter de enkelte moduler sig af forskelligt antal data.

Forslagene til udbygning af JAGG til version 2.0 er forsøgt illustreret i samme ramme som i bilag 3.

10.3.1 Indeklimaområdet

I bilag 4 er vist de foreslåede ændringer til indeklimamodulet. De nye metoder er vist som skraverede grønne moduler.

Der er på workshoppen foreslået en mulighed for at lave følsomhedsanalyser. Dette er i bilaget vist som en overordnet procedure. Denne procedure kan med fordel udvides til at omfatte samtlige moduler. Der findes kommercielle produkter til at variere indgående parametre i regnearksmodeller, men Excels egne statistiske fordelinger vil sandsynligvis være tilstrækkelige til at bygge et modul på. På bilag 5-7 er følsomhedsanalysen derfor bibeholdt som generelt modul.

De foreslåede tiltag kan med hensyn til beregning på andre gulvtyper udføres med et modul parallelt til beregning på det armerede gulv der er standard i dag. Baseret på forfatterens egne erfaringer vil moduler til andre gulvtyper være særdeles velkomne.

Med hensyn til direkte indtastning af fluxdata, svarer dette jf. bilag 4 til et ekstra inddata modul, hvor fluxen tastes direkte ind frem for at blive beregnet fra ”gulvmodulet”. Det vurderes at det vil være relativt nemt at lave modulet, men at antallet af brugere til denne del vil være begrænset.

Beregning igennem etageadskillelser vil jf. bilaget være et modul der kobles på de beregnede koncentrationer i nederste etage. Udfordringen består jf. workshoppen at selve transportprocessen ikke entydigt er beskrevet. En senere tilføjelse af et modul når denne beskrivelse ligger vil være relativt enkel.

I forhold til indeklimaområdet vurderer forfatteren at transport over andre gulvtyper bør have den vigtigste prioritet, ligesom følsomhedsanalysen generelt bør inddrages.

10.3.2 Dæklag

I bilag 5 er modulopbygningen til en revideret vertikal transportmodel forsøgt anskueliggjort.

Forslagene fra workshoppen er ikke helt så præcise som for indeklimadelen, så en helt så enkel indbygning er ikke mulig i den eksisterende model.

Den mest overordnede betragtning går på en validering af forskellige regnemetoder/modeller i forhold til en række konkrete sager. Dette ligger efter forfatterens vurdering udenfor en opdatering af JAGG som sådan, men vil selvfølgelig være en spændende øvelse.

På workshoppen blev der rejst forslag om forskellige typer af beregningsmodeller til den vertikale transport baseret på en konceptuel opfattelse af forholdene. Dette kan betragtes som flere parallelle moduler. Der kan eksempelvis være et stempelflowsmodul (det nuværende), et modul der regner på sprækker ud fra idealiserede antagelser og eventuelt flere andre moduler, herunder som supplement horisontal gastransport fra en kilde.

Afhængig af vidensgrundlaget kan der kobles et antal beregningsmoduler på skitseret i bilag 5. Der er foreslået forskellige processer der kan inddrages, eksempelvis fordampning, gastransport og nedbrydning.

Baseret på forfatterens egne erfaringer er der et stærkt behov for at få implementeret nogle af disse overvejelser i JAGG. Nedbrydning bør som minimum inddrages i evalueringerne. Herudover kan en opsplitning i de to principielle strømningstyper med fordel også inddrages. Dokumentation af nedbrydning kan ske på samme måde som ved anvendelse af trin 3 i grundvandsmodellen, alternativt ved inddragelse af større mængder statistisk bearbejdede nedbrydningsdata fra litteraturen og Monte Carlo simuleringer.

10.3.3 Fugacitet og stoffer

På bilag 6 er forslagene til ændringer for stofdatabasen og fugacitetsmodulet vist.

En opdatering af stofdatabasen vil umiddelbart kunne finde sted og bør gøres i forbindelse med revisionen. Dette er vist ved en større figur af databasen på bilaget end oprindeligt.

Forslaget til kun at indtaste stofdata ét sted når JAGG skal anvendes og overføre dem til de relevante moduler vurderes også at være en rimelig nem opgave. Ved at centralisere inddatering af stofkoncentrationer vil en kontrol i forhold til maksimale opløseligheder også være nem at inkorporere.

I forhold til håndtering af stofblandinger vurderes det at være en god idé at bygge videre på det allerede eksisterende projekt udarbejdet af DHI. De relevante stoffer skal selvfølgelig indgå i databasen. Herudover kan der rimeligt nemt indarbejdes et modul, der på baggrund af totalkoncentrationer af blandingsproduktet kan udregne om der er residual fri fase eller fri fase tilstede og dermed om der skal korrigeres for dette ved beregning af opløste koncentrationer i fugacitetsmodulet.

En automatisering af parallelle beregninger med mange stoffer kan godt laves, men forfatteren vurderer denne option som sekundær i forhold til mange af de andre ønsker til JAGGs udvikling.

10.3.4 Flux og massebalance

Ønskerne til at kunne opgøre flux/massebalancer er forsøgt vist som moduler i bilag 7. I bilaget er vist moduler i forhold til grundvandstransport, men flux i forhold til inde/udeklima kan også inddrages.

Som JAGG anvendes i dag indgår kun én udgangskoncentration. Såfremt man skal til at regne på flux skal man kigge på arealfordelte data, dvs. gå væk fra den éndimensionale model. Et simpelt, men ikke helt så godt alternativ, er at regne på gennemsnitskoncentrationer.

Såfremt den eksisterende én dimensionale betragtning fastholdes vil det være en relativ simpel tilføjelse at lave et modul der dels beskriver fluxen i de forskellige planer, ligesom en simpel vurdering af udvaskningens tidshorisont vil kunne foretages.

Af hensyn til en relativt simpel opbygning vurderes det ikke at være hensigtsmæssigt at introducere flerdimensionale modeller i forhold til grundvandsstrømningen. Det anbefales derfor at fastholde nogle simple betragtninger omkring gennemsnitskoncentration og geometri af forureningen i forhold til en fluxberegning i en simpel form.

10.4 Forslag til prioriteret indsats

På baggrund af workshoppen og diskussionen ovenfor vurderer forfatteren at følgende moduler bør inddrages i revisionen af JAGG i prioriteret rækkefølge:

2. Tilføjelse af moduler til regning af transport over andre gulvtyper end armeret beton.

3. Generel opdatering af stofdatabase og indtastning af data ét sted med kontrol for fri fase.

4. Håndtering af blandingsforureninger.

5. Generel revision af design og udtryk, ind- og uddata samles på en side, sags specifikke parametre kan indtastes osv.

Flux betragtningerne kan herudover i sin simple form nemt indføjes i forbindelse med revision af det generelle design.

Økonomien forbundet med de 5 emner vil være meget forskellig, ligesom kompetencerne der kræves for at løfte opgaven vil være meget forskellig. Relativt vurderes det at de to første punkter vil kræve hovedparten af indsatsen, idet der for begge disse punkter først skal besluttes (alternativt udvikles) hvilken matematisk beskrivelse, der skal anvendes til at beskrive processerne, ligesom datakrav og dokumentation skal bestemmes. Punkt 3 og 4 er mere projekter, der bygger ovenpå den eksisterede model og kun kræver mindre justeringer. De krævede kompetencer er også relativt forskellige, idet løsning af punkt 1 og 2 kræver mere konceptuel viden og udvikling end de øvrige punkter. Punkt 5 kan tilsvarende ses som en næsten ren EDB/design opgave.

11 Referencer

AVJ (2005): Indsamling og vurdering af data til risikovurdering i JAGG–modellen. Teknik og administration nr. 1, 2005.

Baker, K., Gardner, M., Hayward, H., MacLeod, C. (2004): Executive Summary Report, Risk Assessment Comparison Study. Udarbejdet for NICOLE. Kan downloades fra www.nicole.org.

Fuglsang, K. (2001a): Måling af indtrængningen af gasformige forbindelser fra forurenet jord til indeluften: Foliemetoden Del 1. Laboratorieundersøgelse. Miljøprojekt, 646; Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening.

Fuglsang, K. (2001b): Måling af indtrængningen af gasformige forbindelser fra forurenet jord til indeluften: Foliemetoden Del 2. Felttest. Miljøprojekt, 647; Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening.

Kjeldsen, P., Christensen, T.H. (1996): Kemiske stoffers opførsel i jord og grundvand. Projekt om Jord og grundvand fra Miljøstyrelsen, nr. 20.

Miljøstyrelsen (1998): Oprydning på forurenede lokaliteter – Hovedbind & Appendikser. Vejledning nr. 6 fra Miljøstyrelsen.

Troldborg, M. (2005): Værktøjer til risikovurdering af punktkilder. Forprojekt udarbejdet ved Institut for Miljø og Ressourcer, DTU.

Fodnoter

^[1] Monte Carlo simulering: Beregning af udfalds fordeling (eksempelvis indeklimabidrag) på baggrund af variation af indgående parametre. Parametrene varieres på baggrund af deres statistiske fordelinger. Som eksempel kan gulvtykkelsen være normalfordelt med en gennemsnitstykkelse på X1 cm og en standardafvigelse på Y1 cm, trykforskellen lognormal fordel med X2 som gennemsnit og Y2 som standardafvigelse etc.

Bilag 1: Indkomne forslag til emner

Klik ker for at se Bilag 1 i PDF-format

Bilag 2 Deltagere og indlægsholdere i workshop

Fornavn	Efternavn	Institution	Adresse	Postnr	Distrikt
Ida	Holm Olesen	Fyns Amt	Ørbækvej 100	5220	Odense SØ
Jesper	Elkjær Christensen	Københavns Amt	Stationsparken 27	2600	Glostrup
Line	Boel	Sønderjyllands amt	Jomfrustien 2	6270	Tønder
Kim	Thygesen	Sønderjyllands amt	Jomfrustien 2	6270	Tønder
Henrik	Jannerup	Storstrøms Amt	Parkvej 37	4800	Nykøbing F
Mariam	Wahid	Miljøkontrollen	Kalvebod Brygge 45	1502	København
Per	Brask	Oliebranchens Miljøpulje	Vognmagergade 7, 5. sal	1002	Kbh. K
Søren	Nielsen	Amternes Videncenter for Jordforurening	Dampfærgevej 22	2100	Kbh. Ø
Arne	Rokkjær	Miljøstyrelsen - Jord og Affald	Strandgade 29	1401	Kbh. K
Kim	Dahlstrøm	Miljøstyrelsen - Vand	Strandgade 29	1401	Kbh. K
Preben	Bruun	Miljøstyrelsen - Jord og Affald	Strandgade 29	1401	Kbh. K
Ole	Kiilerich	Miljøstyrelsen - Jord og Affald	Strandgade 29	1401	Kbh. K
Jens	Nonboe	Miljøklagenævnet
Jesper	Albinus	Carl Bro	Granskoven 8	2600	Glostrup
Søren	Dyreborg	DGE	Håndværkersvinget 11	2970	Hørsholm
Lizzi	Andersen	DHI	Agern Alle 5	2970	Hørsholm
Tina	Berthelsen	Erik K. Jørgensen	Blegdamsvej 58	2100	Kbh. Ø
Jes	Holm	Geo	Maglebjergvej 1	2800	Lyngby
Thomas	Larsen	Orbicon	Ringstedvej 20	4000	Roskilde
Anders	G. Christensen	NIRAS	Sortemosevej 2	3450	Allerød
Niels	Wodschow	NIRAS	Sortemosevej 2	3450	Allerød
Lars	Frimodt	Rambøll	Håndværkervej 6	6270	Tønder
Peter	Jørgensen	Geo	Maglebjergvej 1	2800	Lyngby
Anna	Toft	Cowi	Vinkelvej	2800	Lyngby
Nina	Tuxen	Miljø og Ressourcer	DTU, Bygn. 115	2800	Lyngby
Peter	Kjeldsen	Miljø og Ressourcer	DTU, Bygning 115	2800	Lyngby
Poul	Bjerg	DTU	DTU, Bygning 115	2800	Lyngby
Thomas	Hougård	RGS 90	Selinevej 4	2300	København S.

Bilag 3 Eksisterende modulopbygning

Klik her for at se bilaget.

Bilag 4 Forslag til moduler med indeklima

Klik her for at se bilaget.

Bilag 5 Forslag til moduler med dæklag (umættet/mættet zone)

Klik her for at se bilaget.

Bilag 6 Forslag til moduler med stoffer/fugacitet

Klik her for at se bilaget.

Forslag til moduler med massebalance og flux

Klik her for at se bilaget.

| Til Top | | Forside |